Increasing the rate of hydrogen oxidation without increasing the overpotential: A bio-inspired iron molecular electrocatalyst with an outer coordination sphere proton relay

Chemical Science

Volumn 6, Issue 5, 2015, Pages 2737-2745

  Darmon, Jonathan M ^a   Kumar, Neeraj ^a   Hulley, Elliott B ^a   Weiss, Charles J ^a   Raugei, Simone ^a   Bullock, R Morris ^a   Helm, Monte L ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHLORINE COMPOUNDS; COORDINATION REACTIONS; ELECTROCATALYSTS; ENZYMES; FUEL CELLS; IRON; OXIDATION;

1 ,4-DIAZABICYCLO[2.2.2]OCTANE; ANALOGOUS COMPLEXES; CO-OPERATIVE EFFECTS; COORDINATION SPHERE; HYDROGEN OXIDATION; HYDROGENASE ENZYMES; OXIDATION OF HYDROGEN; TURNOVER FREQUENCY;

IRON COMPOUNDS;

EID: 84928562467     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5sc00398a     Document Type: Article

References (45)

1. W. Lubitz H. Ogata O. Rüdiger E. Reijerse Chem. Rev. 2014 114 4081 4148
2. Y. Nicolet J. C. Fontecilla-Camps J. Biol. Chem. 2012 287 13532 13540
3. C. Madden M. D. Vaughn I. Díez-Pérez K. A. Brown P. W. King D. Gust A. L. Moore T. A. Moore J. Am. Chem. Soc. 2012 134 1577 1582
4. D. L. DuBois Inorg. Chem. 2014 53 3935 3960
5. J. R. McKone S. C. Marinescu B. S. Brunschwig J. R. Winkler H. B. Gray Chem. Sci. 2014 5 865 878
6. J. R. McKone N. S. Lewis H. B. Gray Chem. Mater. 2013 26 407 414
7. V. S. Thoi Y. Sun J. R. Long C. J. Chang Chem. Soc. Rev. 2013 42 2388 2400
8. P. Du R. Eisenberg Energy Environ. Sci. 2012 5 6012 6021
9. W. J. Shaw M. L. Helm D. L. DuBois Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 2013 1827 1123 1139
10. R. M. Bullock A. M. Appel M. L. Helm Chem. Commun. 2014 50 3125 3143
11. C. Tard C. J. Pickett Chem. Rev. 2009 109 2245 2274
12. F. Gloaguen T. B. Rauchfuss Chem. Soc. Rev. 2009 38 100 108
13. S. Ogo K. Ichikawa T. Kishima T. Matsumoto H. Nakai K. Kusaka T. Ohhara Science 2013 339 682 684
14. M. Y. Darensbourg R. D. Bethel Nat. Chem. 2012 4 11 13
15. M. E. Carroll B. E. Barton T. B. Rauchfuss P. J. Carroll J. Am. Chem. Soc. 2012 134 18843 18852
16. B. Ginovska-Pangovska A. Dutta M. L. Reback J. C. Linehan W. J. Shaw Acc. Chem. Res. 2014 47 2621 2630
17. N. Wang M. Wang J. Liu K. Jin L. Chen L. Sun Inorg. Chem. 2009 48 11551 11558
18. J. M. Camara T. B. Rauchfuss Nat. Chem. 2012 4 26 30
19. N. Wang M. Wang Y. Wang D. Zheng H. Han M. S. G. Ahlquist L. Sun J. Am. Chem. Soc. 2013 135 13688 13691
20. T. Liu D. L. DuBois R. M. Bullock Nat. Chem. 2013 5 228 233
21. J. M. Darmon S. Raugei T. Liu E. B. Hulley C. J. Weiss R. M. Bullock M. L. Helm ACS Catal. 2014 4 1246 1260
22. T. Liu X. Wang C. Hoffmann D. L. DuBois R. M. Bullock Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 5300 5304
23. K. T. Leffek P. Pruszynski K. Thanapaalasingham Can. J. Chem. 1989 67 590 595
24. J. F. Coetzee G. R. Padmanabhan J. Am. Chem. Soc. 1965 87 5005 5010
25. R. S. Nicholson I. Shain Anal. Chem. 1964 36 706 723
26. J. M. Savéant Acc. Chem. Res. 1980 13 323 329
27. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, Wiley, 2nd edn, 2000
28. J. A. S. Roberts R. M. Bullock Inorg. Chem. 2013 52 3823 3835
29. A. M. Appel M. L. Helm ACS Catal. 2014 4 630 633
30. R. Custelcean J. E. Jackson Chem. Rev. 2001 101 1963 1980
31. Z. M. Heiden S. Chen M. T. Mock W. G. Dougherty W. S. Kassel R. J. Rousseau R. M. Bullock Inorg. Chem. 2013 52 4026 4039
32. Bruker, SAINT Program for Data Reduction, Bruker AXS Inc., Madison, WI, USA, 2007
33. Bruker, SADABS Program for Absorption Correction of Area Detector Frames, Bruker ASX Inc., Madison, WI, USA, 2007
34. G. Sheldrick Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 2008 64 112 122
35. O. V. Dolomanov L. J. Bourhis R. J. Gildea J. A. K. Howard H. Puschmann J. Appl. Crystallogr. 2009 42 339 341
36. J. P. Perdew Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1986 33 8822 8824
37. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1997 78 1396
38. D. Andrae U. Häußermann M. Dolg H. Stoll H. Preuß Theor. Chim. Acta 1990 77 123 141
39. A. Schäfer H. Horn R. Ahlrichs J. Chem. Phys. 1992 97 2571 2577
40. S. Chen S. Raugei R. Rousseau M. Dupuis R. M. Bullock J. Phys. Chem. A 2010 114 12716 12724
41. N. Kumar D. M. Camaioni M. Dupuis S. Raugei A. M. Appel Dalton Trans. 2014 43 11803 11806
42. S. Raugei D. L. DuBois R. Rousseau S. Chen M.-H. Ho R. M. Bullock M. Dupuis Acc. Chem. Res. 2015 48 248 255
43. A. V. Marenich C. J. Cramer D. G. Truhlar J. Chem. Theory Comput. 2009 5 2447 2464
44. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision B01, Gaussian, Inc, Wallingford, CT, 2009
45. P. B. Kisanga J. G. Verkade R. Schwesinger J. Org. Chem. 2000 65 5431 5432