A general framework for the assessment of solar fuel technologies

Energy and Environmental Science

Volumn 8, Issue 1, 2015, Pages 126-157

  Herron, Jeffrey A ^a   Kim, Jiyong ^a   Upadhye, Aniruddha A ^a   Huber, George W ^a   Maravelias, Christos T ^a  

^a University of Wisconsin Madison   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ENERGY EFFICIENCY; FUELS; GAS EMISSIONS; GREENHOUSE GASES; HYDROGEN PRODUCTION; REDUCTION; REFINING; SOLAR ENERGY; SOLAR POWER GENERATION; SOURCE SEPARATION;

BIOLOGICAL METHODS; CATALYTIC CONVERSION; ECONOMIC FEASIBILITIES; SEPARATION TECHNOLOGIES; SOLAR ENERGY COLLECTIONS; TECHNOLOGICAL ADVANCES; TECHNOLOGICAL IMPROVEMENTS; THERMO-CHEMICALLY;

CARBON DIOXIDE;

ASSESSMENT METHOD; CARBON DIOXIDE; CATALYSIS; ECONOMIC ANALYSIS; EMISSION; ENERGY EFFICIENCY; GREENHOUSE GAS; TECHNOLOGICAL CHANGE; WATER;

EID: 84919642094     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ee01958j     Document Type: Article

References (312)

1. G. Centi S. Perathoner Catal. Today 2009 148 191 205
2. N. S. Lewis, E. Warren, J. McKone, H. B. Gray, P. Agbo, B. D. Stubbert, K. Yokoyama, H. A. Atwater and A. J. Leenheer, Artificial Photosynthesis: Membrane Supported Assemblies That Use Sunlight to Split Water, 2011
3. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 15729 15735
4. G. Centi E. A. Quadrelli S. Perathoner Energy Environ. Sci. 2013 6 1711 1731
5. D. T. Whipple P. J. A. Kenis J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 3451 3458
6. A. Steinfeld Sol. Energy 2005 78 603 615
7. B. A. Pinaud J. D. Benck L. C. Seitz A. J. Forman Z. B. Chen T. G. Deutsch B. D. James K. N. Baum G. N. Baum S. Ardo H. L. Wang E. Miller T. F. Jaramillo Energy Environ. Sci. 2013 6 1983 2002
8. S. C. Roy O. K. Varghese M. Paulose C. A. Grimes ACS Nano 2010 4 1259 1278
9. N. S. Lewis and G. Crabtree, Basic Research Needs for Solar Energy Utilization, B. E. Sciences, Department of Energy, 2005
10. M. G. Walter E. L. Warren J. R. McKone S. W. Boettcher Q. Mi E. A. Santori N. S. Lewis Chem. Rev. 2010 110 6446 6473
11. J. Newman P. G. Hoertz C. A. Bonino J. A. Trainham J. Electrochem. Soc. 2012 159 A1722 A1729
12. O. S. Joo K. D. Jung I. Moon A. Y. Rozovskii G. I. Lin S. H. Han S. J. Uhm Ind. Eng. Chem. Res. 1999 38 1808 1812
13. Solar Fuels Institute, http://www.solar-fuels.org/, accessed June 2014
14. Research Triangle Solar Fuels Institute, http://www.solarfuels.org/, accessed June 2014
15. Liquid Light, http://llchemical.com/technology, accessed June 2014
16. ETOGAS: Smart Energy Conversion, http://www.etogas.com/, accessed June 2014
17. SOLAR-JET: Zero-carbon Jet Fuel from Sunlight, http://www.solar-jet.aero/, accessed June 2014
18. Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5, http://rredc.nrel.gov/solar/spectra/am1.5/, accessed June 2014
19. J. Duffie and W. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, Wiley, Hoboken, NJ, 2006
20. M. Iqbal, An Introduction to Solar Radiation, Academic Press, Toronto, 1983
21. D. G. Erbs S. A. Klein J. A. Duffie Sol. Energy 1982 28 293 302
22. Solar Resource Information, http://www.nrel.gov/rredc/solar-resource.html, accessed June 2014
23. World Map of Global Horizontal Irradiation, http://solargis.info/doc/-pics/freemaps/1000px/ghi/SolarGIS-Solar-map-World-map-en.png, accessed June 2014
24. World Energy Assessment Report: Energy and the Challenge of Sustainability, U. N. D. Program, United Nations, New York, 2003
25. Y. Tian C. Y. Zhao Appl. Energy 2013 104 538 553
26. M. A. Alghoul M. Y. Sulaiman B. Z. Azmi M. A. Wahab Anti-Corros. Methods Mater. 2005 52 199 206
27. D. F. Ollis E. Pelizzetti N. Serpone Environ. Sci. Technol. 1991 25 1522 1529
28. M. R. Hoffmann S. T. Martin W. Y. Choi D. W. Bahnemann Chem. Rev. 1995 95 69 96
29. R. Reisfeld Opt. Mater. 2010 32 850 856
30. Concentrating Solar Power, International Renewable Energy Agency, 2012
31. S. Mekhilef R. Saidur A. Safari Renewable Sustainable Energy Rev. 2011 15 1777 1790
32. M. Thirugnanasambandam S. Iniyan R. Goic Renewable Sustainable Energy Rev. 2010 14 312 322
33. S. Kalogirou Appl. Energy 2003 76 337 361
34. C. Perkins A. W. Weimer AIChE J. 2009 55 286 293
35. T. Kodama Prog. Energy Combust. Sci. 2003 29 567 597
36. V. Fthenakis J. E. Mason K. Zweibel Energy Policy 2009 37 387 399
37. E. Skoplaki J. A. Palyvos Sol. Energy 2009 83 614 624
38. A. Royne C. J. Dey D. R. Mills Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2005 86 451 483
39. B. Parida S. Iniyan R. Goic Renewable Sustainable Energy Rev. 2011 15 1625 1636
40. L. El Chaar L. A. lamont N. El Zein Renewable Sustainable Energy Rev. 2011 15 2165 2175
41. T. M. Razykov C. S. Ferekides D. Morel E. Stefanakos H. S. Ullal H. M. Upadhyaya Sol. Energy 2011 85 1580 1608
42. Best Research-Cell Efficiencies, http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency-chart.jpg, accessed June 2014
43. M. A. Green J. Zhao A. Wang S. R. Wenham Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2001 65 9 16
44. H. Cotal C. Fetzer J. Boisvert G. Kinsey R. King P. Hebert H. Yoon N. Karam Energy Environ. Sci. 2009 2 174 192
45. S. Gall B. Rech Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2013 119 306 308
46. W. Shockley H. J. Queisser J. Appl. Phys. 1961 32 510 519
47. Eight Generations of Advancements Lead to Multijunction Solar Cell & Photovoltaic Technology Integration, http://amonix.com/content/eight-generations, accessed May 2014
48. X. F. Wang, M. R. Khan, M. A. Alam and M. Lundstrom, 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (Pvsc), 2012, pp. 2117-2121
49. Sharp Develops Concentrator Solar Cell with World's Highest Conversion Efficiency of 44.4%, http://sharp-world.com/corporate/news/130614.html, accessed June 2014
50. A. Devos J. Phys. D: Appl. Phys. 1980 13 839 846
51. M. Grätzel Inorg. Chem. 2005 44 6841 6851
52. M. Grätzel J. Photochem. Photobiol., C 2003 4 145 153
53. H. Hoppe N. S. Sariciftci J. Mater. Res. 2004 19 1924 1945
54. C. M. Fella Y. E. Romanyuk A. N. Tiwari Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2013 119 276 277
55. A. J. Nozik Nano Lett. 2010 10 2735 2741
56. Annual Energy Outlook, U.S. Energy Information Administration, 2013
57. D. Barlev R. Vidu P. Stroeve Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011 95 2703 2725
58. H. L. Zhang J. Baeyens J. Degreve G. Caceres Renewable Sustainable Energy Rev. 2013 22 466 481
59. D. Mills Sol. Energy 2004 76 19 31
60. H. L. Zhang J. Baeyens J. Degrève G. Cacères Renewable Sustainable Energy Rev. 2013 22 466 481
61. V. Siva Reddy S. C. Kaushik K. R. Ranjan S. K. Tyagi Renewable Sustainable Energy Rev. 2013 27 258 273
62. A. Gil M. Medrano I. Martorell A. Lazaro P. Dolado B. Zalba L. F. Cabeza Renewable Sustainable Energy Rev. 2010 14 31 55
63. B. Dunn H. Kamath J. M. Tarascon Science 2011 334 928 935
64. R. Sioshansi P. Denholm IEEE Trans. Sustainable Energy 2010 1 173 183
65. J. F. Kenny, N. L. Barber, S. S. Hutson, K. S. Linsey, J. K. Lovelace and M. A. Maupin, Estimated use of water in the United States in 2005, U.S. Geological Survey, Reston, VA, 2009
66. K. Averyt, J. Fisher, A. Huber-Lee, A. Lewis, J. Macknick, N. Madden, J. Rogers and S. Tellinghuisen, Freshwater use by U.S. power plants: Electricity's thirst for a precious resource, Union of Concerned Scientists, Cambridge, MA, 2011
67. Energy demands on water resources, U. S. Department of Energy, 2006
68. L. Espinal D. L. Poster W. Wong-Ng A. J. Allen M. L. Green Environ. Sci. Technol. 2013 47 11960 11975
69. Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks 1990-2011, U.S. Environmental Protection Agency, 2013
70. 2 Utilization 2013 1 69 87
71. K. Damen M. van Troost A. Faaij W. Turkenburg Prog. Energy Combust. Sci. 2006 32 215 246
72. M. Kanniche R. Gros-Bonnivard P. Jaud J. Valle-Marcos J. M. Amann C. Bouallou Appl. Therm. Eng. 2010 30 53 62
73. T. F. Wall Proc. Combust. Inst. 2007 31 31 47
74. H. W. Pennline D. R. Luebke K. L. Jones C. R. Myers B. I. Morsi Y. J. Heintz J. B. Ilconich Fuel Process. Technol. 2008 89 897 907
75. D. Berstad R. Anantharaman P. Neksa International Journal of Refrigeration-Revue Internationale Du Froid 2013 36 1403 1416
76. J. Adanez A. Abad F. Garcia-Labiano P. Gayan L. F. de Diego Prog. Energy Combust. Sci. 2012 38 215 282
77. 2 Pipeline Infrastructure, International Energy Agency, 2013
78. T. Grant, D. Morgan and K. Gerdes, Carbon dioxide transport and storage costs in NETL studies, N. E. T. Laboratory, U.S. Department of Energy, 2013
79. D. Aaron C. Tsouris Sep. Sci. Technol. 2005 40 321 348
80. S. Choi J. H. Drese C. W. Jones Chemsuschem 2009 2 796 854
81. D. M. D'Alessandro B. Smit J. R. Long Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 6058 6082
82. C. W. Jones Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2011 2 31 52
83. M. K. Mondal H. K. Balsora P. Varshney Energy 2012 46 431 441
84. N. MacDowell N. Florin A. Buchard J. Hallett A. Galindo G. Jackson C. S. Adjiman C. K. Williams N. Shah P. Fennell Energy Environ. Sci. 2010 3 1645 1669
85. P. Folger, E. S. Rubin, A. Marks, H. Mantripragada, P. Versteed and J. Kitchin, Carbon capture: a technology assessment, Carnegie Mellon University, 2013
86. O. Aschenbrenner P. Styring Energy Environ. Sci. 2010 3 1106 1113
87. G. T. Rochelle Science 2009 325 1652 1654
88. A. Dibenedetto M. Aresta C. Fragale M. Narracci Green Chem. 2002 4 439 443
89. J. T. Yeh H. W. Pennline Energy Fuels 2001 15 274 278
90. P. D. Vaidya E. Y. Kenig Chem. Eng. Technol. 2007 30 1467 1474
91. W. Conway X. G. Wang D. Fernandes R. Burns G. Lawrance G. Puxty M. Maeder Environ. Sci. Technol. 2013 47 1163 1169
92. J. E. Bara T. K. Carlisle C. J. Gabriel D. Camper A. Finotello D. L. Gin R. D. Noble Ind. Eng. Chem. Res. 2009 48 2739 2751
93. J. E. Bara D. E. Camper D. L. Gin R. D. Noble Acc. Chem. Res. 2010 43 152 159
94. D. Wappel G. Gronald R. Kalb J. Draxler Int. J. Greenhouse Gas Control 2010 4 486 494
95. M. Hasib-ur-Rahman M. Siaj F. Larachi Chem. Eng. Process. 2010 49 313 322
96. Z. Yong V. Mata A. E. Rodrigues Sep. Purif. Technol. 2002 26 195 205
97. R. V. Siriwardane M. S. Shen E. P. Fisher J. A. Poston Energy Fuels 2001 15 279 284
98. S. Keskin T. M. van Heest D. S. Sholl Chemsuschem 2010 3 879 891
99. J. R. Li R. J. Kuppler H. C. Zhou Chem. Soc. Rev. 2009 38 1477 1504
100. A. Phan C. J. Doonan F. J. Uribe-Romo C. B. Knobler M. O'Keeffe O. M. Yaghi Acc. Chem. Res. 2010 43 58 67
101. J. C. Hicks J. H. Drese D. J. Fauth M. L. Gray G. G. Qi C. W. Jones J. Am. Chem. Soc. 2008 130 2902 2903
102. X. C. Xu C. S. Song J. M. Andresen B. G. Miller A. W. Scaroni Energy Fuels 2002 16 1463 1469
103. Y. Belmabkhout A. Sayari Adsorption 2009 15 318 328
104. P. J. E. Harlick A. Sayari Ind. Eng. Chem. Res. 2007 46 446 458
105. T. Tsuda T. Fujiwara J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1992 1659 1661
106. J. H. Drese S. Choi R. P. Lively W. J. Koros D. J. Fauth M. L. Gray C. W. Jones Adv. Funct. Mater. 2009 19 3821 3832
107. E. J. Anthony Ind. Eng. Chem. Res. 2008 47 1747 1754
108. G. Grasa B. GonzAlez M. Alonso J. C. Abanades Energy Fuels 2007 21 3560 3562
109. A. Hanif S. Dasgupta S. Divekar A. Arya M. O. Garg A. Nanoti Chem. Eng. J. 2014 236 91 99
110. A. D. Ebner J. A. Ritter Sep. Sci. Technol. 2009 44 1273 1421
111. C. E. Powell G. G. Qiao J. Membrane Sci. 2006 279 1 49
112. J. Zou W. S. W. Ho J. Membrane Sci. 2006 286 310 321
113. P. Scovazzo J. Kieft D. A. Finan C. Koval D. DuBois R. Noble J. Membrane Sci. 2004 238 57 63
114. T. S. Chung L. Y. Jiang Y. Li S. Kulprathipanja Prog. Polym. Sci. 2007 32 483 507
115. X. Q. Pan D. Clodic J. Toubassy Greenhouse Gases: Sci. Technol. 2013 3 8 20
116. 2 at atmospheric pressure, Kyoto, Japan, 2002
117. eGRID, http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-resources/egrid/, accessed May 2014
118. M. J. Tuinier H. P. Hamers M. V. Annaland Int. J. Greenhouse Gas Control 2011 5 1559 1565
119. J. van Straelen F. Geuzebroek N. Goodchild G. Protopapas L. Mahony Int. J. Greenhouse Gas Control 2010 4 316 320
120. M. R. M. Abu-Zahra J. P. M. Niederer P. H. M. Feron G. F. Versteeg Int. J. Greenhouse Gas Control 2007 1 135 142
121. Carbon Capture & Storage: Assessing the Economics, M. C. C. Initiative, McKinsey & Company, 2008
122. T. C. Merkel H. Q. Lin X. T. Wei R. Baker J. Membr. Sci. 2010 359 126 139
123. J. D. Holladay J. Hu D. L. King Y. Wang Catal. Today 2009 139 244 260
124. T. Ramsden, D. Steward and J. Zuboy, Analyzing the levelized cost of centralized and distributed hydrogen production using the H2A production model, version 2, N. R. E. Laboratory, U.S. Department of Energy, 2009
125. Q. A. Wang J. Z. Luo Z. Y. Zhong A. Borgna Energy Environ. Sci. 2011 4 42 55
126. A. Ursua L. M. Gandia P. Sanchis Proc. IEEE 2012 100 410 426
127. C. A. Grimes, O. K. Varghese and S. Ranjan, Light, Water, Hydrogen: The Solar generation of Hydrogen by Water Photoelectrolysis, Springer, US, 2008
128. J. Ivy, Summary of Electrolytic Hydrogen Production, N. R. E. Laboratory, U.S. Department of Energy, 2004
129. T. L. Gibson N. A. Kelly Int. J. Hydrogen Energy 2008 33 5931 5940
130. J. E. Genovese, K. Harg, M. Paster and J. A. Turner, Current state-of-the-art hydrogen production cost estimate using water electrolysis, N. R. E. Laboratory, U.S. Department of Energy, 2009
131. K. Zeng D. K. Zhang Prog. Energy Combust. Sci. 2010 36 307 326
132. M. J. Giz J. C. P. Silva M. Ferreira S. A. S. Machado E. A. Ticianelli L. A. Avaca E. R. Gonzalez Int. J. Hydrogen Energy 1992 17 725 729
133. F. C. Crnkovic S. A. S. Machado L. A. Avaca Int. J. Hydrogen Energy 2004 29 249 254
134. I. A. Raj J. Mater. Sci. 1993 28 4375 4382
135. M. S. El-Deab M. I. Awad A. M. Mohammad T. Ohsaka Electrochem. Commun. 2007 9 2082 2087
136. R. N. Singh D. Mishra Anindita A. S. K. Sinha A. Singh Electrochem. Commun. 2007 9 1369 1373
137. H. Wendt H. Hofmann V. Plzak Mater. Chem. Phys. 1989 22 27 49
138. M. Carmo D. L. Fritz J. Merge D. Stolten Int. J. Hydrogen Energy 2013 38 4901 4934
139. S. A. Grigoriev V. I. Porembsky V. N. Fateev Int. J. Hydrogen Energy 2006 31 171 175
140. P. Millet N. Mbemba S. A. Grigoriev V. N. Fateev A. Aukauloo C. Etievant Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 4134 4142
141. F. Barbir Sol. Energy 2005 78 661 669
142. A. Goni-Urtiaga D. Presvytes K. Scott Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 3358 3372
143. H. Ito T. Maeda A. Nakano H. Takenaka Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 10527 10540
144. W. F. Chen J. T. Muckerman E. Fujita Chem. Commun. 2013 49 8896 8909
145. D. V. Esposito S. T. Hunt A. L. Stottlemyer K. D. Dobson B. E. McCandless R. W. Birkmire J. G. G. Chen Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 9859 9862
146. C. Felix T. Maiyalagan S. Pasupathi B. Bladergroen V. Linkov Int. J. Electrochem. Sci. 2012 7 12064 12077
147. E. Mayousse F. Maillard F. Fouda-Onana O. Sicardy N. Guillet Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 10474 10481
148. C. B. Xu L. R. Ma J. L. Li W. Zhao Z. X. Gan Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 2985 2992
149. A. Marshall B. Borresen G. Hagen M. Tsypkin R. Tunold Electrochim. Acta 2006 51 3161 3167
150. J. M. Spurgeon N. S. Lewis Energy Environ. Sci. 2011 4 2993 2998
151. K. D. Kreuer Solid State Ionics 1997 97 1 15
152. C. A. Linkous H. R. Anderson R. W. Kopitzke G. L. Nelson Int. J. Hydrogen Energy 1998 23 525 529
153. R. J. Gorte J. M. Vohs Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2011 2 9 30
154. M. A. Laguna-Bercero J. Power Sources 2012 203 4 16
155. M. Ni M. K. H. Leung D. Y. C. Leung Int. J. Hydrogen Energy 2008 33 2337 2354
156. H. S. Hong U. S. Chae S. T. Choo K. S. Lee J. Power Sources 2005 149 84 89
157. M. D. Liang B. Yu M. F. Wen J. Chen J. M. Xu Y. C. Zhai J. Power Sources 2009 190 341 345
158. C. H. Yang A. Coffin F. L. Chen Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 3221 3226
159. The Hydrogen Economy: Opportunities, Costs, Barriers, and R&D Needs, Natrional Research Council and National Academy of Engineering, Washington D.C., 2004
160. T. Bak J. Nowotny M. Rekas C. C. Sorrell Int. J. Hydrogen Energy 2002 27 991 1022
161. A. Fujishima K. Honda Nature 1972 238 37 38
162. A. J. Nozik Annu. Rev. Phys. Chem. 1978 29 189 222
163. D. A. Tryk A. Fujishima K. Honda Electrochim. Acta 2000 45 2363 2376
164. M. Gratzel Nature 2001 414 338 344
165. R. Abe J. Photochem. Photobiol., C 2010 11 179 209
166. A. B. Murphy P. R. F. Barnes L. K. Randeniya I. C. Plumb I. E. Grey M. D. Horne J. A. Glasscock Int. J. Hydrogen Energy 2006 31 1999 2017
167. A. K. Ghosh H. P. Maruska J. Electrochem. Soc. 1977 124 1516 1522
168. J. F. Houlihan D. B. Armitage T. Hoovler D. Bonaquist D. P. Madacsi L. N. Mulay Mater. Res. Bull. 1978 13 1205 1212
169. C. Santato M. Ulmann J. Augustynski J. Phys. Chem. B 2001 105 936 940
170. H. L. Wang T. Lindgren J. J. He A. Hagfeldt S. E. Lindquist J. Phys. Chem. B 2000 104 5686 5696
171. A. Iwase A. Kudo J. Mater. Chem. 2010 20 7536 7542
172. K. Sayama A. Nomura Z. G. Zou R. Abe Y. Abe H. Arakawa Chem. Commun. 2003 2908 2909
173. J. Z. Su L. J. Guo S. Yoriya C. A. Grimes Cryst. Growth Des. 2010 10 856 861
174. A. Duret M. Gratzel J. Phys. Chem. B 2005 109 17184 17191
175. J. H. Kennedy K. W. Frese J. Electrochem. Soc. 1977 124 C130
176. C. Sanchez M. Hendewerk K. D. Sieber G. A. Somorjai J. Solid State Chem. 1986 61 47 55
177. R. Abe T. Takata H. Sugihara K. Domen Chem. Lett. 2005 34 1162 1163
178. R. Nakamura T. Tanaka Y. Nakato J. Phys. Chem. B 2005 109 8920 8927
179. N. Nishimura B. Raphael K. Maeda L. Le Gendre R. Abe J. Kubota K. Domen Thin Solid Films 2010 518 5855 5859
180. O. Khaselev J. A. Turner Science 1998 280 425 427
181. S. Licht B. Wang S. Mukerji T. Soga M. Umeno H. Tributsch J. Phys. Chem. B 2000 104 8920 8924
182. J. N. Nian C. C. Hu H. Teng Int. J. Hydrogen Energy 2008 33 2897 2903
183. R. van de Krol and M. Gratzel, Photoelectrochemical Hydrogen Production, Springer, New York, 2012
184. S. Y. Reece J. A. Hamel K. Sung T. D. Jarvi A. J. Esswein J. J. H. Pijpers D. G. Nocera Science 2011 334 645 648
185. D. A. Lutterman Y. Surendranath D. G. Nocera J. Am. Chem. Soc. 2009 131 3838 3839
186. M. W. Kanan D. G. Nocera Science 2008 321 1072 1075
187. R. van Noorden Nature News 2012
188. A. Kudo Y. Miseki Chem. Soc. Rev. 2009 38 253 278
189. X. B. Chen S. H. Shen L. J. Guo S. S. Mao Chem. Rev. 2010 110 6503 6570
190. A. Kudo Int. J. Hydrogen Energy 2006 31 197 202
191. K. Maeda K. Domen J. Phys. Chem. C 2007 111 7851 7861
192. K. Maeda K. Teramura D. L. Lu T. Takata N. Saito Y. Inoue K. Domen Nature 2006 440 295
193. J. Kubota K. Domen Electrochem. Soc. Interface 2013 22 57 62
194. R. Abe K. Sayama H. Sugihara J. Phys. Chem. B 2005 109 16052 16061
195. K. Maeda M. Higashi D. L. Lu R. Abe K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5858 5868
196. Y. Sasaki A. Iwase H. Kato A. Kudo J. Catal. 2008 259 133 137
197. S. Linic P. Christopher D. B. Ingram Nat. Mater. 2011 10 911 921
198. W. R. Pyle, M. H. Hayes and A. L. Spivak, Direct solar-thermal hydrogen production from water using nozzle/skimmer and glow discharge, 1996
199. C. Perkins A. W. Weimer Int. J. Hydrogen Energy 2004 29 1587 1599
200. C. C. Agrafiotis C. Pagkoura S. Lorentzou M. Kostoglott A. G. Konstandopoulos Catal. Today 2007 127 265 277
201. T. Kodama N. Gokon Chem. Rev. 2007 107 4048 4077
202. R. Perret, Solar Thermochemical Hydrogen Production Research (STCH): Thermochemical Cycle Selection and Investment Priority, F. C. T. P. Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, U.S. Department of Energy, Livermore, 2011
203. A. Steinfeld Int. J. Hydrogen Energy 2002 27 611 619
204. P. Charvin S. Abanades G. Flamant F. Lemort Energy 2007 32 1124 1133
205. A. Steinfeld S. Sanders R. Palumbo Sol. Energy 1999 65 43 53
206. C. L. Muhich B. W. Evanko K. C. Weston P. Lichty X. H. Liang J. Martinek C. B. Musgrave A. W. Weimer Science 2013 341 540 542
207. S. Abanades G. Flamant Sol. Energy 2006 80 1611 1623
208. Y. Tamaura A. Steinfeld P. Kuhn K. Ehrensberger Energy 1995 20 325 330
209. T. Kodama Y. Kondoh R. Yamamoto H. Andou N. Satou Sol. Energy 2005 78 623 631
210. A. W. Weimer, C. Perkins, P. Lichty, H. Funke, J. Zartman, D. Hirsch, C. Bingham, A. Lewandowski, S. Haussener and A. Steinfeld, Development of a solar-thermal ZnO/Zn water-splitting thermochemical cycle, N. R. E. Laboratory, U.S. Department of Energy, 2009
211. R. B. Diver J. E. Miller M. D. Allendorf N. P. Siegel R. E. Hogan J. Sol. Energ-T ASME 2008 130 041001
212. J. Kim C. A. Henao T. A. Johnson D. E. Dedrick J. E. Miller E. B. Stechel C. T. Maravelias Energy Environ. Sci. 2011 4 3122 3132
213. J. E. Miller M. D. Allendorf R. B. Diver L. R. Evans N. P. Siegel J. N. Stuecker J. Mater. Sci. 2008 43 4714 4728
214. S. Kasahara S. Kubo R. Hino K. Onuki M. Nomura S. Nakao Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 489 496
215. K. Onuki S. Kubo A. Terada N. Sakaba R. Hino Energy Environ. Sci. 2009 2 491 497
216. B. J. Xu Y. Bhawe M. E. Davis Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 9260 9264
217. Y. Hori, in Handbook of Fuel Cells-Fundamentals, technology, and applications, ed., W. Vielstich, H. A. Gasteiger, A. Lamm, and, H. Yokokawa, John Wiley & Sons, Ltd., 2005
218. Y. Hori Mod. Aspects Electrochem. 2008 42 89 189
219. N. S. Spinner J. A. Vega W. E. Mustain Catal. Sci. Technol. 2012 2 19 28
220. Basic Research Needs: Catalysis for Energy, B. E. Sciences, U.S. Department of Energy, 2007
221. J. L. Qiao Y. Y. Liu F. Hong J. J. Zhang Chem. Soc. Rev. 2014 43 631 675
222. E. E. Benson C. P. Kubiak A. J. Sathrum J. M. Smieja Chem. Soc. Rev. 2009 38 89 99
223. A. Bandi J. Electrochem. Soc. 1990 137 2157 2160
224. J. Yano S. Yamasaki J. Appl. Electrochem. 2008 38 1721 1726
225. 2 Utilization 2013 1 43 49
226. J. P. Qu X. G. Zhang Y. G. Wang C. X. Xie Electrochim. Acta 2005 50 3576 3580
227. K. W. Frese J. Electrochem. Soc. 1991 138 3338 3344
228. M. Le M. Ren Z. Zhang P. T. Sprunger R. L. Kurtz J. C. Flake J. Electrochem. Soc. 2011 158 E45 E49
229. F. Bidrawn G. Kim G. Corre J. T. S. Irvine J. M. Vohs R. J. Gorte Electrochem. Solid-State Lett. 2008 11 B167 B170
230. 2O using a solid oxide electrolyte, National Aeronautics and Space Administration, 1967
231. K. R. Sridhar B. T. Vaniman Solid State Ionics 1997 93 321 328
232. K. Morikawa T. Shirasaki M. Okada Adv. Catal. 1969 20 97 133
233. S. S. Xu S. S. Li W. T. Yao D. H. Dong K. Xie J. Power Sources 2013 230 115 121
234. C. Graves S. D. Ebbesen M. Mogensen Solid State Ionics 2011 192 398 403
235. S. D. Ebbesen R. Knibbe M. Mogensen J. Electrochem. Soc. 2012 159 F482 F489
236. C. Stoots J. O'Brien J. Hartvigsen Int. J. Hydrogen Energy 2009 34 4208 4215
237. Z. Zhan W. Kobsiriphat J. R. Wilson M. Pillai I. Kim S. A. Barnett Energy Fuels 2009 23 3089 3096
238. C. Graves S. D. Ebbesen M. Mogensen K. S. Lackner Renewable Sustainable Energy Rev. 2011 15 1 23
239. E. J. Dufek T. E. Lister S. G. Stone M. E. McIlwain J. Electrochem. Soc. 2012 159 F514 F517
240. H. Li C. Oloman J. Appl. Electrochem. 2005 35 955 965
241. D. T. Whipple E. C. Finke P. J. A. Kenis Electrochem. Solid-State Lett. 2010 13 D109 D111
242. K. Xie Y. Q. Zhang G. Y. Meng J. T. S. Irvine J. Mater. Chem. 2011 21 195 198
243. B. X. Hu V. Stancovski M. Morton S. L. Suib Appl. Catal., A 2010 382 277 283
244. N. Sivansakar, J. J. Kaczur and E. B. Cole, US Pat., 8641885, 2014
245. E. B. Cole, K. Teamey, A. B. Bocarsly and N. Sivansakar, US Pat., 8592633, 2013
246. B. H. Mahan J. Chem. Phys. 1960 33 959
247. A. Corma H. Garcia J. Catal. 2013 308 168 175
248. F. Sastre A. Corma H. Garcia J. Am. Chem. Soc. 2012 134 14137 14141
249. B. Kumar M. Llorente J. Froehlich T. Dang A. Sathrum C. P. Kubiak Annu. Rev. Phys. Chem. 2012 63 541 569
250. R. Hinogami Y. Nakamura S. Yae Y. Nakato J. Phys. Chem. B 1998 102 974 980
251. K. Hara A. Kudo T. Sakata J. Electroanal. Chem. 1995 391 141 147
252. I. Taniguchi B. Aurianblajeni J. O. M. Bockris Electrochim. Acta 1984 29 923 932
253. H. Yoneyama K. Sugimura S. Kuwabata J. Electroanal. Chem. 1988 249 143 153
254. Y. Taniguchi H. Yoneyama H. Tamura Bull. Chem. Soc. Jpn. 1982 55 2034 2039
255. S. Ikeda Y. Saito M. Yoshida H. Noda M. Maeda K. Ito J. Electroanal. Chem. 1989 260 335 345
256. W. M. Sears S. R. Morrison J. Phys. Chem. 1985 89 3295 3298
257. K. W. Frese D. Canfield J. Electrochem. Soc. 1984 131 2518 2522
258. Y. Nakamura, R. Hinogami, S. Yae and Y. Nakato, Advances in Chemical Conversions for Mitigating Carbon Dioxide, 1998, vol. 114, pp. 565-568
259. S. Kaneco H. Katsumata T. Suzuki K. Ohta Appl. Catal., B 2006 64 139 145
260. H. Flaisher R. Tenne M. Halmann J. Electroanal. Chem. 1996 402 97 105
261. B. Aurianblajeni I. Taniguchi J. O. Bockris J. Electroanal. Chem. 1983 149 291 293
262. C. R. Cabrera H. D. Abruna J. Electroanal. Chem. 1986 209 101 107
263. T. Inoue A. Fujishima S. Konishi K. Honda Nature 1979 277 637 638
264. P. Usubharatana D. McMartin A. Veawab P. Tontiwachwuthikul Ind. Eng. Chem. Res. 2006 45 2558 2568
265. S. Y. Qin F. Xin Y. D. Liu X. H. Yin W. Ma J. Colloid Interface Sci. 2011 356 257 261
266. Q. H. Zhang W. D. Han Y. J. Hong J. G. Yu Catal. Today 2009 148 335 340
267. K. Koci K. Mateju L. Obalova S. Krejcikova Z. Lacny D. Placha L. Capek A. Hospodkova O. Solcova Appl. Catal., B 2010 96 239 244
268. Y. Li W. N. Wang Z. L. Zhan M. H. Woo C. Y. Wu P. Biswas Appl. Catal., B 2010 100 386 392
269. K. Koci L. Obalova L. Matejova D. Placha Z. Lacny J. Jirkovsky O. Solcova Appl. Catal., B 2009 89 494 502
270. M. Anpo H. Yamashita Y. Ichihashi S. Ehara J. Electroanal. Chem. 1995 396 21 26
271. K. Mori H. Yamashita M. Anpo RSC Adv. 2012 2 3165 3172
272. M. Kitano M. Matsuoka M. Ueshima M. Anpo Appl. Catal., A 2007 325 1 14
273. M. Iwasaki M. Hara H. Kawada H. Tada S. Ito J. Colloid Interface Sci. 2000 224 202 204
274. M. Tahir N. S. Amin Appl. Catal., A 2013 467 483 496
275. T. V. Nguyen J. C. S. Wu Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008 92 864 872
276. Q. Y. Zhang Y. Li E. A. Ackerman M. Gajdardziska-Josifovska H. L. Li Appl. Catal., A 2011 400 195 202
277. Z. H. Zhao J. M. Fan J. Y. Wang R. F. Li Catal. Commun. 2012 21 32 37
278. W. B. Hou W. H. Hung P. Pavaskar A. Goeppert M. Aykol S. B. Cronin ACS Catal. 2011 1 929 936
279. O. Ishitani C. Inoue Y. Suzuki T. Ibusuki J. Photochem. Photobiol., A 1993 72 269 271
280. K. Tennakone Sol. Energy Mater. 1984 10 235 238
281. M. L. Perry J. Newman E. J. Cairns J. Electrochem. Soc. 1998 145 5 15
282. N. Furuya T. Yamazaki M. Shibata J. Electroanal. Chem. 1997 431 39 41
283. K. Hara T. Sakata J. Electrochem. Soc. 1997 144 539 545
284. Y. Tomita S. Teruya O. Koga Y. Hori J. Electrochem. Soc. 2000 147 4164 4167
285. S. Kaneco K. Iiba N. Hiei K. Ohta T. Mizuno T. Suzuki Electrochim. Acta 1999 44 4701 4706
286. K. Ogura N. Endo J. Electrochem. Soc. 1999 146 3736 3740
287. D. R. MacFarlane N. Tachikawa M. Forsyth J. M. Pringle P. C. Howlett G. D. Elliott J. H. Davis M. Watanabe P. Simon C. A. Angell Energy Environ. Sci. 2014 7 232 250
288. M. V. Fedorov A. A. Kornyshev Chem. Rev. 2014 114 2978 3036
289. P. Hapiot C. Lagrost Chem. Rev. 2008 108 2238 2264
290. L. R. Martin Sol. Energy 1980 24 271 277
291. M. E. Galvez P. G. Loutzenhiser I. Hischier A. Steinfeld Energy Fuels 2008 22 3544 3550
292. A. J. Traynor R. J. Jensen Ind. Eng. Chem. Res. 2002 41 1935 1939
293. D. Arifin V. J. Aston X. H. Liang A. H. McDaniel A. W. Weimer Energy Environ. Sci. 2012 5 9438 9443
294. S. Abanades M. Chambon Energy Fuels 2010 24 6667 6674
295. N. Gokon H. Murayama A. Nagasaki T. Kodama Sol. Energy 2009 83 527 537
296. T. Kodama N. Gokon R. Yamamoto Sol. Energy 2008 82 73 79
297. M. D. Allendorf R. B. Diver N. P. Siegel J. E. Miller Energy Fuels 2008 22 4115 4124
298. J. R. Scheffe J. H. Li A. W. Weimer Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 3333 3340
299. W. C. Chueh S. M. Haile Philos. Trans. R. Soc., A 2010 368 3269 3294
300. W. C. Chueh C. Falter M. Abbott D. Scipio P. Furler S. M. Haile A. Steinfeld Science 2010 330 1797 1801
301. J. Kim T. A. Johnson J. E. Miller E. B. Stechel C. T. Maravelias Energy Environ. Sci. 2012 5 8417 8429
302. Annual Energy Review, U.S. Energy Information Administration, 2011
303. Solar Photovoltaic Cell/Module Shipments Report 2012, U.S. Energy Information Administration, 2013
304. K. Ikeue S. Nozaki M. Ogawa M. Anpo Catal. Lett. 2002 80 111 114
305. UOP Selexol Technology for Acid Gas Removal, UOP LLC, 2009
306. B. Burr and L. Lyddon, A Comparison of Physical Solvents for Acid Gas Removal, Bryan Research & Engineering, Inc, 2008
307. C. Chen, Ph.D. thesis, Carnegie Mellon, 2005
308. Electric Sales, Revenue, and average price, U.S. Energy Information Administration, 2013
309. R. Silva M. Berenguel M. Perez A. Fernandez-Garcia Appl. Energy 2014 113 603 614
310. J. C. S. Wu T. H. Wu T. C. Chu H. J. Huang D. P. Tsai Top. Catal. 2008 47 131 136
311. E. V. Kondratenko G. Mul J. Baltrusaitis G. O. Larrazabal J. Perez-Ramirez Energy Environ. Sci. 2013 6 3112 3135
312. C. H. Bartholomew and R. J. Farrauto, Fundamentals of Industrial Catalytic Processes, Wiley-AIChE, Hoboken, NJ, 2005