Engineering Cobalt Phosphide (CoP) Thin Film Catalysts for Enhanced Hydrogen Evolution Activity on Silicon Photocathodes

Advanced Energy Materials

Volumn 6, Issue 4, 2016, Pages

  Hellstern, Thomas R ^a   Benck, Jesse D ^a   Kibsgaard, Jakob ^a,b   Hahn, Christopher ^a,b   Jaramillo, Thomas F ^a,b  

^a Stanford University   (United States)

^b SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

Author keywords

cobalt phosphide; electrocatalysis; hydrogen evolution; photoelectrochemical water splitting; silicon photocathodes

Indexed keywords

CATALYSTS; COBALT; ELECTROCATALYSIS; ELECTROCATALYSTS; ELECTROCHEMISTRY; FIELD EMISSION CATHODES; HYDROGEN; METALS; PHOTOCATHODES; PRECIOUS METALS; SILICON; TRANSITION METALS;

COBALT PHOSPHIDE; CRYSTALLINE SILICONS; HYDROGEN EVOLUTION; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; PHOTOELECTROCHEMICAL WATER SPLITTING; REVERSIBLE HYDROGEN ELECTRODES; THIN FILM CATALYSTS; TRANSITION METAL PHOSPHIDE;

THIN FILMS;

EID: 84958851688     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201501758     Document Type: Article

References (45)

1. P. Häussinger, R. Lohmüller, A. M. Watson, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany 2000.
2. P. A. Erickson, Y. Hong, R. V. David, Handbook of Hydrogen Energy, CRC Press, Boca Raton, Florida 2014, p. 23.
3. J. W. Kim, K. J. Boo, J. H. Cho, I. Moon, in Advances in Hydrogen Production, Storage and Distribution (Eds:, A. Basile, A. Iulianelli,), Woodhead Publishing, Waltham, MA, USA 2014, p. 3.
4. T. Bak, J. Nowotny, M. Rekas, C. C. Sorrell, Int. J. Hydrogen Energy 2002, 27, 991.
5. 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.
6. M. G. Walter, E. L. Warren, J. R. McKone, S. W. Boettcher, Q. X. Mi, E. A. Santori, N. S. Lewis, Chem. Rev. 2010, 110, 6446.
7. L. C. Seitz, Z. Chen, A. J. Forman, B. A. Pinaud, J. D. Benck, T. F. Jaramillo, ChemSusChem 2014, 7, 1372.
8. S. Hu, C. X. Xiang, S. Haussener, A. D. Berger, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2984.
9. M. F. Weber, M. J. Dignam, J. Electrochem. Soc. 1984, 131, 1258.
10. S. W. Boettcher, E. L. Warren, M. C. Putnam, E. A. Santori, D. Turner-Evans, M. D. Kelzenberg, M. G. Walter, J. R. McKone, B. S. Brunschwig, H. A. Atwater, N. S. Lewis, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1216.
11. C. Jacoboni, C. Canali, G. Ottaviani, A. Alberigi Quaranta, Solid-State Electron. 1977, 20, 77.
12. A. G. Aberle, Prog. Photovoltaics 2000, 8, 473.
13. J. R. McKone, E. L. Warren, M. J. Bierman, S. W. Boettcher, B. S. Brunschwig, N. S. Lewis, H. B. Gray, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3573.
14. E. L. Warren, J. R. McKone, H. A. Atwater, H. B. Gray, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9653.
15. J. R. McKone, E. L. Warren, M. J. Bierman, S. W. Boettcher, B. S. Brunschwig, N. S. Lewis, H. B. Gray, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3573.
16. J. D. Benck, S. C. Lee, K. D. Fong, J. Kibsgaard, R. Sinclair, T. F. Jaramillo, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400739.
17. A. B. Laursen, T. Pedersen, P. Malacrida, B. Seger, O. Hansen, P. C. K. Vesborg, I. Chorkendorff, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 20000.
18. P. C. K. Vesborg, T. F. Jaramillo, RSC Adv. 2012, 2, 7933.
19. C. C. L. McCrory, S. Jung, I. M. Ferrer, S. Chatman, J. C. Peters, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4347.
20. J. D. Benck, T. R. Hellstern, J. Kibsgaard, P. Chakthranont, T. F. Jaramillo, ACS Catal. 2014, 4, 3957.
21. P. C. K. Vesborg, B. Seger, I. Chorkendorff, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 951.
22. J. R. McKone, B. F. Sadtler, C. A. Werlang, N. S. Lewis, H. B. Gray, ACS Catal. 2013, 3, 166.
23. E. J. Popczun, C. G. Read, C. W. Roske, N. S. Lewis, R. E. Schaak, Angew. Chem. 2014, 126, 5531.
24. E. J. Popczun, J. R. McKone, C. G. Read, A. J. Biacchi, A. M. Wiltrout, N. S. Lewis, R. E. Schaak, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9267.
25. J. Tian, Q. Liu, A. M. Asiri, X. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7587.
26. X. Chen, D. Wang, Z. Wang, P. Zhou, Z. Wu, F. Jiang, Chem. Commun. 2014, 50, 11683.
27. J. M. McEnaney, J. C. Crompton, J. F. Callejas, E. J. Popczun, C. G. Read, N. S. Lewis, R. E. Schaak, Chem. Commun. 2014, 50, 11026.
28. F. H. Saadi, A. I. Carim, E. Verlage, J. C. Hemminger, N. S. Lewis, M. P. Soriaga, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 29294.
29. J. Kibsgaard, T. F. Jaramillo, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14433.
30. J. F. Callejas, J. M. McEnaney, C. G. Read, J. C. Crompton, A. J. Biacchi, E. J. Popczun, T. R. Gordon, N. S. Lewis, R. E. Schaak, ACS Nano 2014, 8, 11101.
31. A. B. Laursen, K. R. Patraju, M. J. Whitaker, M. Retuerto, T. Sarkar, N. Yao, K. V. Ramanujachary, M. Greenblatt, G. C. Dismukes, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1027.
32. J. Kibsgaard, C. Tsai, K. Chan, J. D. Benck, J. K. Norskov, F. Abild-Pedersen, T. F. Jaramillo, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 3022.
33. Z. Huang, Z. Chen, Z. Chen, C. Lv, H. Meng, C. Zhang, ACS Nano 2014, 8, 8121.
34. C. W. Roske, E. J. Popczun, B. Seger, C. G. Read, T. Pedersen, O. Hansen, P. C. K. Vesborg, B. S. Brunschwig, R. E. Schaak, I. Chorkendorff, H. B. Gray, N. S. Lewis, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 1679.
35. X. Q. Bao, M. F. Cerqueira, P. Alpuim, L. F. Liu, Chem. Commun. 2015, 51, 10742.
36. M. Caban-Acevedo, M. L. Stone, J. R. Schmidt, J. G. Thomas, Q. Ding, H.-C. Chang, M.-L. Tsai, J.-H. He, S. Jin, Nat. Mater. 2015, DOI: 10.1038/nmat4410
37. X. G. Wang, Y. V. Kolen'ko, X. Q. Bao, K. Kovnir, L. F. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8188.
38. S. Guojun, S. Jianyi, J. Mater. Chem. 2009, 19, 2295.
39. J. A. Cecilia, A. Infantes-Molina, E. Rodríguez-Castellõn, A. Jiménez-Lõpez, Appl. Catal. B 2009, 92, 100.
40. R. Baptist, A. Pellissier, G. Chauvet, Solid State Commun. 1988, 68, 555.
41. T. F. Jaramillo, K. P. Jorgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, Science 2007, 317, 100.
42. R. Borup, J. Meyers, B. Pivovar, Y. S. Kim, R. Mukundan, N. Garland, D. Myers, M. Wilson, F. Garzon, D. Wood, P. Zelenay, K. More, K. Stroh, T. Zawodzinski, J. Boncella, J. E. McGrath, M. Inaba, K. Miyatake, M. Hori, K. Ota, Z. Ogumi, S. Miyata, A. Nishikata, Z. Siroma, Y. Uchimoto, K. Yasuda, K. I. Kimijima, N. Iwashita, Chem. Rev. 2007, 107, 3904.
43. ASTM International, in ASTM G173-03, Standard Tables for Reference Solar Spectral Irradiances: Direct Normal and Hemispherical on 37° Tilted Surface, West Conshohocken, PA 2013.
44. 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.
45. B. Seger, A. B. Laursen, P. C. K. Vesborg, T. Pedersen, O. Hansen, S. Dahl, I. Chorkendorff, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9128.