Oxygen-tolerant proton reduction catalysis: Much O2 about nothing?

Energy and Environmental Science

Volumn 8, Issue 8, 2015, Pages 2283-2295

  Wakerley, David W ^a   Reisner, Erwin ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ARTIFICIAL PHOTOSYNTHESIS; OXYGEN;

ADVERSE EFFECT; AEROBIC ENVIRONMENTS; ARTIFICIAL PHOTOSYNTHETIC SYSTEMS; CATALYTIC SURFACES; ENZYMATIC SYSTEM; INTEGRAL COMPONENTS; PROTON REDUCTION; WATER SPLITTING;

CATALYSTS;

CATALYSIS; CATALYST; FUTURE PROSPECT; OXYGEN; PHOTOSYNTHESIS;

EID: 84938367647     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ee01167a     Document Type: Article

References (123)

1. J. Barber Chem. Soc. Rev. 2009 38 185 196
2. Y. Tachibana L. Vayssieres J. R. Durrant Nat. Photonics 2012 6 511 518
3. C.-Y. Lin D. Mersch D. A. Jefferson E. Reisner Chem. Sci. 2014 5 4906 4913
4. V. S. Thoi Y. Sun J. R. Long C. J. Chang Chem. Soc. Rev. 2013 42 2388 2400
5. W. T. Eckenhoff R. Eisenberg Dalton Trans. 2012 41 13004 13021
6. F. E. Osterloh J. Phys. Chem. Lett. 2014 5 2510 2511
7. C.-Y. Lin Y.-H. Lai D. Mersch E. Reisner Chem. Sci. 2012 3 3482 3487
8. L. Ghassemzadeh K.-D. Kreuer J. Maier K. Müller J. Phys. Chem. C 2010 114 14635 14645
9. M. Danilczuk F. D. Coms S. Schlick J. Phys. Chem. B 2009 113 8031 8042
10. D. G. Nocera Acc. Chem. Res. 2012 45 767 776
11. R. E. Rocheleau E. L. Miller A. Misra Energy Fuels 1998 12 3 10
12. A. Kudo Y. Miseki Chem. Soc. Rev. 2009 38 253 278
13. K. Maeda K. Domen J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 2655 2661
14. W. Lubitz H. Ogata O. Rüdiger E. Reijerse Chem. Rev. 2014 114 4081 4148
15. P. C. K. Vesborg B. Seger I. Chorkendorff J. Phys. Chem. Lett. 2015 6 951 957
16. C. C. L. McCrory S. Jung I. M. Ferrer S. M. Chatman J. C. Peters T. F. Jaramillo J. Am. Chem. Soc. 2015 137 4347 4357
17. P. M. Wood Biochem. J. 1988 253 287 289
18. A. A. Gewirth M. S. Thorum Inorg. Chem. 2010 49 3557 3566
19. C. Costentin S. Drouet M. Robert J.-M. Savéant J. Am. Chem. Soc. 2012 134 11235 11242
20. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, Wiley, New York, 2nd edn, 2001
21. J. Zhao F. E. Osterloh J. Phys. Chem. Lett. 2014 5 782 786
22. E. Yeager Electrochim. Acta 1984 29 1527 1537
23. N. Kaeffer A. Morozan V. Artero J. Phys. Chem. B 2015 10.1021/acs.jpcb.5b03136
24. Y. Tian L. Mao T. Okajima T. Ohsaka Anal. Chem. 2002 74 2428 2434
25. L. Campanella G. Favero M. Tomassetti Anal. Lett. 1999 32 2559 2581
26. M. I. Song F. F. Bier F. W. Scheller Bioelectrochem. Bioenerg. 1995 38 419 422
27. K. Tammeveski T. T. Tenno A. A. Mashirin E. W. Hillhouse P. Manning C. J. McNeil Free Radical Biol. Med. 1998 25 973 978
28. W. Scheller W. Jin E. Ehrentreich-Förster B. Ge F. Lisdat R. Büttemeier U. Wollenberger F. W. Scheller Electroanalysis 1999 11 703 706
29. H. Flamm J. Kieninger A. Weltin G. A. Urban Biosens. Bioelectron. 2015 65 354 359
30. X. J. Chen A. C. West D. M. Cropek S. Banta Anal. Chem. 2008 80 9622 9629
31. S. Madhurantakam S. Selvaraj N. Nesakumar S. Sethuraman J. B. B. Rayappan U. M. Krishnan Biosens. Bioelectron. 2014 59 134 139
32. Q. Zhang Y. Qiao L. Zhang S. Wu H. Zhou J. Xu X.-M. Song Electroanalysis 2011 23 900 906
33. C. Xiang Y. Zou L.-X. Sun F. Xu Electrochem. Commun. 2008 10 38 41
34. J. Bai X. Jiang Anal. Chem. 2013 85 8095 8101
35. C. Calas-Blanchard G. Catanante T. Noguer Electroanalysis 2014 26 1277 1286
36. J. M. Burns W. J. Cooper J. L. Ferry D. W. King B. P. DiMento K. McNeill C. J. Miller W. L. Miller B. M. Peake S. A. Rusak A. L. Rose T. D. Waite Aquat. Sci. 2012 74 683 734
37. G. Bartosz Clin. Chim. Acta 2006 368 53 76
38. P. M. Vignais B. Billoud Chem. Rev. 2007 107 4206 4272
39. A. K. Jones E. Sillery S. P. J. Albracht F. A. Armstrong Chem. Commun. 2002 866 867
40. M.-E. Pandelia H. Ogata W. Lubitz ChemPhysChem 2010 11 1127 1140
41. B. Friedrich J. Fritsch O. Lenz Curr. Opin. Biotechnol. 2011 22 358 364
42. F. A. Armstrong N. A. Belsey J. A. Cracknell G. Goldet A. Parkin E. Reisner K. A. Vincent A. F. Wait Chem. Soc. Rev. 2009 38 36 51
43. S. T. Stripp G. Goldet C. Brandmayr O. Sanganas K. A. Vincent M. Haumann F. A. Armstrong T. Happe Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 17331 17336
44. H. Ogata S. Hirota A. Nakahara H. Komori N. Shibata T. Kato K. Kano Y. Higuchi Structure 2005 13 1635 1642
45. A. Volbeda L. Martin C. Cavazza M. Matho B. W. Faber W. Roseboom S. P. J. Albracht E. Garcin M. Rousset J. C. Fontecilla-Camps J. Biol. Inorg. Chem. 2005 10 239 249
46. L. Lauterbach O. Lenz J. Am. Chem. Soc. 2013 135 17897 17905
47. T. Burgdorf O. Lenz T. Buhrke E. van der Linden A. K. Jones S. P. J. Albracht B. Friedrich J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 2005 10 181 196
48. G. Goldet A. F. Wait J. A. Cracknell K. A. Vincent M. Ludwig O. Lenz B. Friedrich F. A. Armstrong J. Am. Chem. Soc. 2008 130 11106 11113
49. J. Fritsch P. Scheerer S. Frielingsdorf S. Kroschinsky B. Friedrich O. Lenz C. M. T. Spahn Nature 2011 479 249 252
50. A. Volbeda P. Amara C. Darnault J.-M. Mouesca A. Parkin M. M. Roessler F. A. Armstrong J. C. Fontecilla-Camps Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 5305 5310
51. Y. Shomura K.-S. Yoon H. Nishihara Y. Higuchi Nature 2011 479 253 256
52. M. Horch L. Lauterbach M. A. Mroginski P. Hildebrandt O. Lenz I. Zebger J. Am. Chem. Soc. 2015 137 2555 2564
53. A. Volbeda P. Amara M. Iannello A. L. De Lacey C. Cavazza J. C. Fontecilla-Camps Chem. Commun. 2013 49 7061 7063
54. M. C. Marques R. Coelho I. A. C. Pereira P. M. Matias Int. J. Hydrogen Energy 2013 38 8664 8682
55. M. C. Marques R. Coelho A. L. De Lacey I. A. C. Pereira P. M. Matias J. Mol. Biol. 2010 396 893 907
56. C. Wombwell E. Reisner Chem.-Eur. J. 2015 21 8096 8104
57. M. Teixeira G. Fauque I. Moura P. A. Lespinat Y. Berlier B. Prickril H. D. Peck Jr. A. V. Xavier J. Le Gall J. J. G. Moura Eur. J. Biochem. 1987 167 47 58
58. O. Skaff D. I. Pattison P. E. Morgan R. Bachana V. K. Jain K. I. Priyadarsini M. J. Davies Biochem. J. 2012 441 305 316
59. V. Radu S. Frielingsdorf S. D. Evans O. Lenz L. J. C. Jeuken J. Am. Chem. Soc. 2014 136 8512 8515
60. S. V. Hexter F. Grey T. Happe V. Climent F. A. Armstrong Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 11516 11521
61. T. Sakai D. Mersch E. Reisner Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 12313 12316
62. T. Noji M. Kondo T. Jin T. Yazawa H. Osuka Y. Higuchi M. Nango S. Itoh T. Dewa J. Phys. Chem. Lett. 2014 5 2402 2407
63. E. Reisner D. J. Powell C. Cavazza J. C. Fontecilla-Camps F. A. Armstrong J. Am. Chem. Soc. 2009 131 18457 18466
64. O. A. Zadvornyy J. E. Lucon R. Gerlach N. A. Zorin T. Douglas T. E. Elgren J. W. Peters J. Inorg. Biochem. 2012 106 151 155
65. A. P. Gerola J. Semensato D. S. Pellosi V. R. Batistela B. R. Rabello N. Hioka W. Caetano J. Photochem. Photobiol., A 2012 232 14 21
66. S. V. Morozov O. G. Voronin E. E. Karyakina N. A. Zorin S. Cosnier A. A. Karyakin Electrochem. Commun. 2006 8 851 854
67. N. Plumeré O. Rüdiger A. A. Oughli R. Williams J. Vivekananthan S. Pöller W. Schuhmann W. Lubitz Nat. Chem. 2014 6 822 827
68. L. Xu F. A. Armstrong RSC Adv. 2015 5 3649 3656
69. C. Tard C. J. Pickett Chem. Rev. 2009 109 2245 2274
70. H. I. Karunadasa E. Montalvo Y. Sun M. Majda J. R. Long C. J. Chang Science 2012 335 698 702
71. M. L. Helm M. P. Stewart R. M. Bullock M. Rakowski DuBois D. L. DuBois Science 2011 333 863 866
72. W. R. McNamara Z. Han P. J. Alperin W. W. Brennessel P. L. Holland R. Eisenberg J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15368 15371
73. Z. Han W. R. McNamara M.-S. Eum P. L. Holland R. Eisenberg Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 1667 1670
74. M. A. Gross A. Reynal J. R. Durrant E. Reisner J. Am. Chem. Soc. 2014 136 356 366
75. T. S. Teets D. G. Nocera Chem. Commun. 2011 47 9268 9274
76. G. Caserta S. Roy M. Atta V. Artero M. Fontecave Curr. Opin. Chem. Biol. 2015 25 36 47
77. F. Lakadamyali M. Kato N. M. Muresan E. Reisner Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 9381 9384
78. D. W. Wakerley M. A. Gross E. Reisner Chem. Commun. 2014 50 15995 15998
79. B. Mondal K. Sengupta A. Rana A. Mahammed M. Botoshansky S. G. Dey Z. Gross A. Dey Inorg. Chem. 2013 52 3381 3387
80. J. G. Kleingardner B. Kandemir K. L. Bren J. Am. Chem. Soc. 2014 136 4 7
81. W. M. Singh T. Baine S. Kudo S. Tian X. A. N. Ma H. Zhou N. J. DeYonker T. C. Pham J. C. Bollinger D. L. Baker B. Yan C. E. Webster X. Zhao Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 5941 5944
82. A. Call Z. Codolà F. Acuña-Parés J. Lloret-Fillol Chem.-Eur. J. 2014 20 6171 6183
83. D. W. Wakerley E. Reisner Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 5739 5746
84. S. Ji W. Wu W. Wu P. Song K. Han Z. Wang S. Liu H. Guo J. Zhao J. Mater. Chem. 2010 20 1953 1963
85. Y.-F. Li A. Selloni J. Am. Chem. Soc. 2013 135 9195 9199
86. K. Hanson M. K. Brennaman H. Luo C. R. K. Glasson J. J. Concepcion W. Song T. J. Meyer ACS Appl. Mater. Interfaces 2012 4 1462 1469
87. A. Schechter M. Stanevsky A. Mahammed Z. Gross Inorg. Chem. 2012 51 22 24
88. R. Sander Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2014 14 29615 30521
89. P. Han D. M. Bartels J. Phys. Chem. 1996 100 5597 5602
90. Y. Sun J. P. Bigi N. A. Piro M. L. Tang J. R. Long C. J. Chang J. Am. Chem. Soc. 2011 133 9212 9215
91. R. S. Khnayzer V. S. Thoi M. Nippe A. E. King J. W. Jurss K. A. El Roz J. R. Long C. J. Chang F. N. Castellano Energy Environ. Sci. 2014 7 1477 1488
92. M. Razavet V. Artero M. Fontecave Inorg. Chem. 2005 44 4786 4795
93. R. M. Kellett T. G. Spiro Inorg. Chem. 1985 24 2373 2377
94. G. N. Schrauzer L. P. Lee J. Am. Chem. Soc. 1970 92 1551 1557
95. G. N. Schrauzer Angew. Chem., Int. Ed. 1976 15 417 426
96. M. Shamsipur A. Salimi H. Haddadzadeh M. F. Mousavi J. Electroanal. Chem. 2001 517 37 44
97. J. L. Dempsey B. S. Brunschwig J. R. Winkler H. B. Gray Acc. Chem. Res. 2009 42 1995 2004
98. J. Y. Yang R. M. Bullock W. G. Dougherty W. S. Kassel B. Twamley D. L. DuBois M. Rakowski DuBois Dalton Trans. 2010 39 3001 3010
99. A. Das Z. Han W. W. Brennessel P. L. Holland R. Eisenberg ACS Catal. 2015 5 1397 1406
100. J. M. Achord C. L. Hussey Anal. Chem. 1980 52 601 602
101. P. H.-L. Sit R. Car M. H. Cohen A. Selloni Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013 110 2017 2022
102. D. Merki X. Hu Energy Environ. Sci. 2011 4 3878 3888
103. M. P. Soriaga J. H. Baricuatro K. D. Cummins Y.-G. Kim F. H. Saadi G. Sun C. C. L. McCrory J. R. McKone J. M. Velazquez I. M. Ferrer A. I. Carim A. Javier B. Chmielowiec D. C. Lacy J. M. Gregoire J. Sanabria-Chinchilla X. Amashukeli W. J. Royea B. S. Brunschwig J. C. Hemminger N. S. Lewis J. L. Stickney Surf. Sci. 2015 631 285 294
104. Y. Ma X. Wang Y. Jia X. Chen H. Han C. Li Chem. Rev. 2014 114 9987 10043
105. T. Wang D. Gao J. Zhuo Z. Zhu P. Papakonstantinou Y. Li M. Li Chem.-Eur. J. 2013 19 11939 11948
106. Y. Wang E. Laborda K. Tschulik C. Damm A. Molina R. G. Compton Nanoscale 2014 6 11024 11030
107. K. Maeda K. Teramura D. Lu N. Saito Y. Inoue K. Domen Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 7806 7809
108. K. Maeda K. Teramura D. Lu N. Saito Y. Inoue K. Domen J. Phys. Chem. C 2007 111 7554 7560
109. M. Yoshida K. Takanabe K. Maeda A. Ishikawa J. Kubota Y. Sakata Y. Ikezawa K. Domen J. Phys. Chem. C 2009 113 10151 10157
110. J. Gu Y. Yan J. W. Krizan Q. D. Gibson Z. M. Detweiler R. J. Cava A. B. Bocarsly J. Am. Chem. Soc. 2014 136 830 833
111. S. Chatterjee K. Sengupta S. Dey A. Dey Inorg. Chem. 2013 52 14168 14177
112. M. Yoshida K. Maeda D. Lu J. Kubota K. Domen J. Phys. Chem. C 2013 117 14000 14006
113. C. Pan T. Takata M. Nakabayashi T. Matsumoto N. Shibata Y. Ikuhara K. Domen Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 2955 2959
114. D. Cao W. Luo J. Feng X. Zhao Z. Li Z. Zou Energy Environ. Sci. 2014 7 752 759
115. D. Eisenberg H. S. Ahn A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 2014 136 14011 14014
116. Y. Matsumoto U. Unal N. Tanaka A. Kudo H. Kato J. Solid State Chem. 2004 177 4205 4212
117. A. Iwase H. Kato A. Kudo Catal. Lett. 2006 108 7 10
118. G. Yuan A. Agiral N. Pellet W. Kim H. Frei Faraday Discuss. 2014 176 233 249
119. C. Ding X. Zhou J. Shi P. Yan Z. Wang G. Liu C. Li J. Phys. Chem. B 2015 119 3560 3566
120. Y. Leterrier Prog. Mater. Sci. 2003 48 1 55
121. A. T. Garcia-Esparza D. Cha Y. Ou J. Kubota K. Domen K. Takanabe ChemSusChem 2013 6 168 181
122. C. G. Read Y. Park K.-S. Choi J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 1872 1876
123. M. S. Prévot N. Guijarro K. Sivula ChemSusChem 2015 8 1359 1367