Multifunctional Coatings from Scalable Single Source Precursor Chemistry in Tandem Photoelectrochemical Water Splitting

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 24, 2015, Pages

  Lai, Yi Hsuan ^a   Palm, David W ^a   Reisner, Erwin ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

nanocomposite materials; photocatalysis; photoelectrochemistry; solar energy; water splitting

Indexed keywords

AMORPHOUS FILMS; BENCHMARKING; BISMUTH COMPOUNDS; COBALT; COMPOSITE FILMS; CORROSION RESISTANT COATINGS; ELECTROCATALYSTS; MAGNETIC SEMICONDUCTORS; NANOCOMPOSITES; OXIDE FILMS; PHOTOCATALYSIS; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; PRECIOUS METALS; SEMICONDUCTING BISMUTH COMPOUNDS; SOLAR ENERGY; SOLAR POWER GENERATION; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE; TRANSITION METAL OXIDES;

BIFUNCTIONAL ELECTROCATALYSTS; HYDROLYTIC DECOMPOSITION; MULTIFUNCTIONAL COATINGS; MULTIFUNCTIONAL COMPOSITE FILMS; PHOTO-ELECTROCHEMISTRY; PHOTOELECTROCHEMICAL WATER SPLITTING; SOLAR-TO-HYDROGEN CONVERSIONS; WATER SPLITTING;

TUNGSTEN COMPOUNDS;

EID: 84958619816     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201501668     Document Type: Article

References (64)

1. a) J. R. McKone, N. S. Lewis, H. B. Gray, Chem. Mater. 2014, 26, 407;
2. b) T. Hisatomi, J. Kubota, K. Domen, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7520.
3. a) A. C. Nielander, M. R. Shaner, K. M. Papadantonakis, S. A. Francis, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 16;
4. b) B. A. Pinaud, J. D. Benck, L. C. Seitz, A. J. Forman, Z. Chen, T. G. Deutsch, B. D. James, K. N. Baum, G. N. Baum, S. Ardo, H. Wang, E. Miller, T. F. Jaramillo, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1983;
5. c) M. S. Prévot, K. Sivula, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 17879.
6. a) S. Hu, C. Xiang, S. Haussener, A. D. Berger, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2984;
7. b) J. R. Bolton, S. J. Strickler, J. S. Connolly, Nature 1985, 316, 495.
8. a) O. Khaselev, J. A. Turner, Science 1998, 280, 425;
9. b) J. Brillet, J.-H. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustynski, M. Grätzel, K. Sivula, Nat. Photonics 2012, 6, 824;
10. c) F. F. Abdi, L. Han, A. H. M. Smets, M. Zeman, B. Dam, R. van de Krol, Nat. Commun. 2013, 4, 2195;
11. d) D. K. Zhong, S. Choi, D. R. Gamelin, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18370.
12. a) C. Liu, J. Tang, H. M. Chen, B. Liu, P. Yang, Nano Lett. 2013, 13, 2989;
13. b) X. Wang, K.-Q. Peng, Y. Hu, F.-Q. Zhang, B. Hu, L. Li, M. Wang, X.-M. Meng, S.-T. Lee, Nano Lett. 2014, 14, 18;
14. c) M. R. Shaner, K. T. Fountaine, S. Ardo, R. H. Coridan, H. A. Atwater, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 779.
15. a) C.-Y. Lin, Y.-H. Lai, D. Mersch, E. Reisner, Chem. Sci. 2012, 3, 3482;
16. b) P. Bornoz, F. F. Abdi, S. D. Tilley, B. Dam, R. van de Krol, M. Grätzel, K. Sivula, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 16959;
17. c) J.-W. Jang, C. Du, Y. Ye, Y. Lin, X. Yao, J. Thorne, E. Liu, G. McMahon, J. Zhu, A. Javey, J. Guo, D. Wang, Nat. Commun. 2015, 6, 7447;
18. d) W. B. Ingler Jr., S. U. M. Khan, Electrochem. Solid State Lett. 2006, 9, G144;
19. e) H. Wang, T. Deutsch, J. A. Turner, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, F91.
20. a) T. W. Kim, K.-S. Choi, Science 2014, 343, 990;
21. b) Y. Chen, P. D. Tran, P. Boix, Y. Ren, S. Y. Chiam, Z. Li, K. Fu, L. H. Wong, J. Barber, ACS Nano 2015, 9, 3829;
22. c) A. Kargar, J. S. Cheung, C.-H. Liu, T. K. Kim, C. T. Riley, S. Shen, Z. Liu, D. J. Sirbuly, D. Wang, S. Jin, Nanoscale 2015, 7, 4900;
23. d) S. Hu, M. R. Shaner, J. A. Beardslee, M. Lichterman, B. S. Brunschwig, N. S. Lewis, Science 2014, 344, 1005.
24. A. Paracchino, V. Laporte, K. Sivula, M. Grätzel, E. Thimsen, Nat. Mater. 2011, 10, 456.
25. B. Seger, T. Pedersen, A. B. Laursen, P. C. K. Vesborg, O. Hansen, I. Chorkendorff, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1057.
26. a) L.-A. Stern, L. Feng, F. Song, X. Hu, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2347;
27. b) J. Luo, J.-H. Im, M. T. Mayer, M. Schreier, M. K. Nazeeruddin, N.-G. Park, S. D. Tilley, H. J. Fan, M. Grätzel, Science 2014, 345, 1593;
28. c) C. He, X. Wu, Z. He, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 4578;
29. d) S. Cobo, J. Heidkamp, P.-A. Jacques, J. Fize, V. Fourmond, L. Guetaz, B. Jousselme, V. Ivanova, H. Dau, S. Palacin, M. Fontecave, V. Artero, Nat. Mater. 2012, 11, 802;
30. e) N. Jiang, B. You, M. Sheng, Y. Sun, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 6251;
31. f) N. Jiang, B. You, M. Sheng, Y. Sun, Angew. Chem. 2015, 127, 6470.
32. a) Y.-H. Lai, H. S. Park, J. Z. Zhang, P. D. Matthews, D. S. Wright, E. Reisner, Chem. Eur. J. 2015, 21, 3919;
33. b) Y.-H. Lai, C.-Y. Lin, Y. Lv, T. C. King, A. Steiner, N. M. Muresan, L. Gan, D. S. Wright, E. Reisner, Chem. Commun. 2013, 49, 4331;
34. c) Y.-H. Lai, T. C. King, D. S. Wright, E. Reisner, Chem. Eur. J. 2013, 19, 12943;
35. d) Y.-H. Lai, M. Kato, D. Mersch, E. Reisner, Faraday Discuss. 2014, 176, 199;
36. e) J. Pfrommer, M. Lublow, A. Azarpira, C. Göbel, M. Lücke, A. Steigert, M. Pogrzeba, P. W. Menezes, A. Fischer, T. Schedel-Niedrig, M. Driess, Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 5183;
37. f) J. Pfrommer, M. Lublow, A. Azarpira, C. Göbel, M. Lücke, A. Steigert, M. Pogrzeba, P. W. Menezes, A. Fischer, T. Schedel-Niedrig, M. Driess, Angew. Chem. 2014, 126, 5283;
38. g) P. W. Menezes, A. Indra, P. Littlewood, M. Schwarze, C. Göbel, R. Schomäcker, M. Driess, ChemSusChem 2014, 7, 2202.
39. a) S. Eslava, M. McPartlin, R. I. Thomson, J. M. Rawson, D. S. Wright, Inorg. Chem. 2010, 49, 11532;
40. b) S. Eslava, F. Hengesbach, M. McPartlin, D. S. Wright, Chem. Commun. 2010, 46, 4701.
41. a) B. C. M. Martindale, G. A. M. Hutton, C. A. Caputo, E. Reisner, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6018;
42. b) C. Wombwell, E. Reisner, Dalton Trans. 2014, 43, 4483;
43. c) M. Dincã, Y. Surendranath, D. G. Nocera, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 10337.
44. a) 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;
45. b) C.-Y. Lin, D. Mersch, D. A. Jefferson, E. Reisner, Chem. Sci. 2014, 5, 4906;
46. c) J. Willkomm, N. M. Muresan, E. Reisner, Chem. Sci. 2015, 6, 2727;
47. d) Y. Surendranath, M. Dincã, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2615.
48. H. Ye, H. S. Park, A. J. Bard, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 12464.
49. K. Sun, S. Shen, Y. Liang, P. E. Burrows, S. S. Mao, D. Wang, Chem. Rev. 2014, 114, 8662.
50. a) L. Zhang, C.-Y. Lin, V. K. Valev, E. Reisner, U. Steiner, J. J. Baumberg, Small 2014, 10, 3970;
51. b) Y. Hou, F. Zuo, A. P. Dagg, J. Liu, P. Feng, Adv. Mater. 2014, 26, 5043.
52. C. A. Bignozzi, S. Caramori, V. Cristino, R. Argazzi, L. Meda, A. Tacca, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2228.
53. R. S. Lillard, G. S. Kanner, D. P. Butt, J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2718.
54. Z. Chen, T. F. Jaramillo, T. G. Deutsch, A. Kleiman-Shwarsctein, A. J. Forman, N. Gaillard, R. Garland, K. Takanabe, C. Heske, M. Sunkara, E. W. McFarland, K. Domen, E. L. Miller, J. A. Turner, H. N. Dinh, J. Mater. Res. 2010, 25, 3.
55. L. Zhang, E. Reisner, J. J. Baumberg, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1402.
56. M. Zhong, T. Hisatomi, Y. Kuang, J. Zhao, M. Liu, A. Iwase, Q. Jia, H. Nishiyama, T. Minegishi, M. Nakabayashi, N. Shibata, R. Niishiro, C. Katayama, H. Shibano, M. Katayama, A. Kudo, T. Yamada, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5053.
57. W. Luo, Z. Yang, Z. Li, J. Zhang, J. Liu, Z. Zhao, Z. Wang, S. Yan, T. Yu, Z. Zou, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4046.
58. a) M. A. Modestino, K. A. Walczak, A. Berger, C. M. Evans, S. Haussener, C. Koval, J. S. Newman, J. W. Ager, R. A. Segalman, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 297;
59. b) Meenesh R. Singh, K. Papadantonakis, C. Xiang, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2760.
60. D. Mersch, C.-Y. Lee, J. Z. Zhang, K. Brinkert, J. C. Fontecilla-Camps, A. W. Rutherford, E. Reisner, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8541.
61. R. C. Kainthla, B. Zelenay, J. O' M. Bockris, J. Electrochem. Soc. 1987, 134, 841.
62. T. Lopes, P. Dias, L. Andrade, A. Mendes, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2014, 128, 399.
63. J. W. Ager, M. R. Shaner, K. A. Walczak, I. D. Sharp, S. Ardo, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2811.
64. A. J. Bard, L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed., Wiley, New York 2001.