Rate Law Analysis of Water Oxidation on a Hematite Surface

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 20, 2015, Pages 6629-6637

  Le Formal, Florian ^a   Pastor, Ernest ^a   Tilley, S David ^b   Mesa, Camilo A ^a   Pendlebury, Stephanie R ^a   Grätzel, Michael ^b   Durrant, James R ^a  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b EPFL   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; HEMATITE; OXIDATION;

FIRST ORDER REACTIONS; HEMATITE PHOTOANODE; HOLE ACCUMULATION; NEAREST NEIGHBORS; PHOTOINDUCED ABSORPTION SPECTROSCOPY; REACTION MECHANISM; RECENT PROGRESS; SYNTHESIS STRATEGY;

WATER ABSORPTION;

FERRIC OXIDE; WATER;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; ILLUMINATION; LIGHT INTENSITY; OXIDATION; SOLAR RADIATION; STEADY STATE; SURFACE CHARGE; SURFACE PROPERTY; SYNTHESIS; WATER ANALYSIS; WATER OXIDATION;

EID: 84930221967     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b02576     Document Type: Article

References (47)

1. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729 - 15735
2. Walter, M. G.; Warren, E. L.; McKone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110, 6446 - 6473
3. Cox, N.; Retegan, M.; Neese, F.; Pantazis, D. A.; Boussac, A.; Lubitz, W. Science 2014, 345, 804 - 808
4. Vinyard, D. J.; Ananyev, G. M.; Charles Dismukes, G. Annu. Rev. Biochem. 2013, 82, 577 - 606
5. Ferreira, K. N.; Iverson, T. M.; Maghlaoui, K.; Barber, J.; Iwata, S. Science 2004, 303, 1831 - 1838
6. Sala, X.; Romero, I.; Rodríguez, M.; Escriche, L.; Llobet, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 2842 - 2852
7. Wiechen, M.; Najafpour, M. M.; Allakhverdiev, S. I.; Spiccia, L. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2203 - 2212
8. Harriman, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 2014, 573 - 580
9. Osterloh, F. E. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2294 - 2320
10. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338 - 344
11. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55 - 60
12. Takashima, T.; Hashimoto, K.; Nakamura, R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 1519 - 1527
13. Kanan, M. W.; Yano, J.; Surendranath, Y.; Dincă, M.; Yachandra, V. K.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13692 - 13701
14. Cummings, C. Y.; Marken, F.; Peter, L. M.; Upul Wijayantha, K. G.; Tahir, A. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 1228 - 1234
15. Cummings, C. Y.; Marken, F.; Peter, L. M.; Tahir, A. A.; Wijayantha, K. G. U. Chem. Commun. 2012, 48, 2027 - 2029
16. Klahr, B.; Hamann, T. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 10393 - 10399
17. Imanishi, A.; Okamura, T.; Ohashi, N.; Nakamura, R.; Nakato, Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11569 - 11578
18. Henderson, M. A. Surf. Sci. Rep. 2011, 66, 185 - 297
19. Valdés, Á.; Qu, Z. W.; Kroes, G. J.; Rossmeisl, J.; Norskov, J. K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9872 - 9879
20. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37 - 38
21. Warren, S. C.; Voïtchovsky, K.; Dotan, H.; Leroy, C. M.; Cornuz, M.; Stellacci, F.; Hébert, C.; Rothschild, A.; Grätzel, M. Nat. Mater. 2013, 12, 842 - 849
22. Cowan, A. J.; Barnett, C. J.; Pendlebury, S. R.; Barroso, M.; Sivula, K.; Grätzel, M.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10134 - 10140
23. Peter, L. M.; Wijayantha, K. G. U.; Tahir, A. A. Faraday Discuss. 2012, 155, 309 - 322
24. Barroso, M.; Pendlebury, S. R.; Cowan, A. J.; Durrant, J. R. Chem. Sci. 2013, 4, 2724 - 2734
25. Pesci, F. M.; Cowan, A. J.; Alexander, B. D.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1900 - 1903
26. Ma, Y.; Pendlebury, S. R.; Reynal, A.; Le Formal, F.; Durrant, J. R. Chem. Sci. 2014, 5, 2964 - 2973
27. Dare-Edwards, M.; Goodenough, J.; Hamnett, A.; Trevellick, P. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1983, 79, 2027 - 2041
28. Peter, L. M.; Upul Wijayantha, K. G. ChemPhysChem 2014, 15, 1983 - 1995
29. Peter, L. M. J. Solid State Electrochem. 2013, 17, 315 - 326
30. Klahr, B.; Gimenez, S.; Fabregat-Santiago, F.; Hamann, T.; Bisquert, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4294 - 4302
31. Le Formal, F.; Sivula, K.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 26707 - 26720
32. Le Formal, F.; Pendlebury, S. R.; Cornuz, M.; Tilley, S. D.; Grätzel, M.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2564 - 2574
33. Pendlebury, S. R.; Cowan, A. J.; Barroso, M.; Sivula, K.; Ye, J.; Gratzel, M.; Klug, D. R.; Tang, J.; Durrant, J. R. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6304 - 6312
34. Kay, A.; Cesar, I.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15714 - 15721
35. Le Formal, F.; Gräetzel, M.; Sivula, K. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1099 - 1107
36. Cesar, I.; Sivula, K.; Kay, A.; Zboril, R.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 772 - 782
37. Dotan, H.; Sivula, K.; Grätzel, M.; Rothschild, A.; Warren, S. C. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 958 - 964
38. Pendlebury, S. R.; Barroso, M.; Cowan, A. J.; Sivula, K.; Tang, J.; Grätzel, M.; Klug, D.; Durrant, J. R. Chem. Commun. 2011, 47, 716 - 718
39. Cherepy, N.; Liston, D.; Lovejoy, J.; Deng, H.; Zhang, J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 770 - 776
40. Huang, Z.; Lin, Y.; Xiang, X.; Rodriguez-Cordoba, W.; McDonald, K. J.; Hagen, K. S.; Choi, K.-S.; Brunschwig, B. S.; Musaev, D. G.; Hill, C. L.; Wang, D.; Lian, T. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8923 - 8926
41. Zheng, Y.; Cheng, Y.; Wang, Y.; Bao, F.; Zhou, L.; Wei, X.; Zhang, Y.; Zheng, Q. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3093 - 3097
42. Pflitsch, C.; David, R.; Verheij, L. K.; Franchy, R. J. Appl. Phys. 2001, 90, 1215 - 1221
43. Sivula, K.; Le Formal, F.; Grätzel, M. ChemSusChem 2011, 4, 432 - 449
44. Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Norskov, J. K. Chem. Phys. 2005, 319, 178 - 184
45. Nakamura, R.; Nakato, Y. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1290 - 1298
46. Zhang, M.; de Respinis, M.; Frei, H. Nat. Chem. 2014, 6, 362 - 367
47. Liao, P.; Keith, J. A.; Carter, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13296 - 13309