Solar-powered electrochemical energy storage: An alternative to solar fuels

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 4, Issue 8, 2016, Pages 2766-2782

  Yu, Mingzhe ^a   McCulloch, William D ^a   Huang, Zhongjie ^a   Trang, Brittany B ^a   Lu, Jun ^b   Amine, Khalil ^b   Wu, Yiying ^a  

^a OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROCHEMICAL CELLS; ENERGY STORAGE; ENERGY UTILIZATION; FUEL STORAGE; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS;

CHEMICAL DESIGNS; ELECTRIC POWER; ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGE; FUTURE PROSPECTS; INTEGRATED DEVICE; MATERIAL CHOICE; PHOTOCHARGING; RESEARCH INTERESTS;

SOLAR ENERGY;

EID: 84959020619     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ta06950e     Document Type: Article

References (131)

1. A. Fujishima K. Honda Nature 1972 238 37 38
2. O. Khaselev J. A. Turner Science 1998 280 425 427
3. K. Maeda K. Teramura D. Lu T. Takata N. Saito Y. Inoue K. Domen Nature 2006 440 295
4. D. Gust T. a. Moore A. L. Moore Acc. Chem. Res. 2009 42 1890 1898
5. H. B. Gray Nat. Chem. 2009 1 7
6. A. Listorti J. Durrant J. Barber Nat. Mater. 2009 8 929 930
7. A. Magnuson M. Anderlund O. Johansson P. Lindblad R. Lomoth T. Polivka S. Ott K. Stensjö S. Styring V. Sundström L. Hammarström Acc. Chem. Res. 2009 42 1899 1909
8. J. K. Hurst Science 2010 328 315 316
9. S. Styring Faraday Discuss. 2012 155 357
10. P. D. Tran L. H. Wong J. Barber J. S. C. Loo Energy Environ. Sci. 2012 5 5902 5918
11. L. Alibabaei H. L. Luo R. L. House P. G. Hoertz R. Lopez T. J. Meyer J. Mater. Chem. A 2013 1 4133 4145
12. A. D. K. Jones T. Bekkedahl Nature 1997 386 377
13. L. Schlapbach A. Zuttel Nature 2001 414 353 358
14. N. L. Rosi J. Eckert M. Eddaoudi D. T. Vodak J. Kim M. O'Keeffe O. M. Yaghi Science 2003 300 1127 1129
15. J. L. C. Rowsell O. M. Yaghi Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 4670 4679
16. B. Sakintuna F. Lamari-Darkrim M. Hirscher Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 1121 1140
17. L. J. Murray M. Dinca J. R. Long Chem. Soc. Rev. 2009 38 1294 1314
18. D. Linden, Handbook of batteries and fuel cells, New York, McGraw-Hill Book Co., 1984, vol. 1, pp. 1075, no individual items are abstracted in this volume
19. K. Kordesch and G. Simader, Fuel Cells and Their Applications, VCH, 1996
20. L. Carrette K. Friedrich U. Stimming Fuel Cells 2001 1 5 39
21. A. Arico S. Srinivasan V. Antonucci Fuel Cells 2001 1 133 161
22. J. R. Varcoe R. C. Slade Fuel Cells 2005 5 187 200
23. G. Murphy Sol. Energy 1978 21 403 407
24. W. J. Albery Acc. Chem. Res. 1982 15 142 148
25. S. Soedergren A. Hagfeldt J. Olsson S.-E. Lindquist J. Phys. Chem. 1994 98 5552 5556
26. M. Grätzel Nature 2001 414 338 344
27. S. Licht ECS Trans. 2007 2 1 14
28. S. Licht, Encyclopedia of Electrochemistry, Semiconductor Electrodes and Photoelectrochemistry, 2002, vol. 6, pp. 317-345
29. T. Miyasaka, Encyclopedia of Applied Electrochemistry, 2014, pp. 1587-1591
30. G. Hodes J. Manassen D. Cahen Nature 1976 261 403 404
31. M. Yu X. Ren L. Ma Y. Wu Nat. Commun. 2014 5 5111
32. M. Yu W. D. McCulloch D. R. Beauchamp Z. Huang X. Ren Y. Wu J. Am. Chem. Soc. 2015 137 8332 8335
33. J. Manassen G. Hodes D. Cahen J. Electrochem. Soc. 1977 124 532 534
34. P. G. Ang A. F. Sammells Faraday Discuss. Chem. Soc. 1980 70 207 222
35. P. Bratin M. Tomkiewicz J. Electrochem. Soc. 1982 129 2469 2473
36. S. Licht G. Hodes R. Tenne J. Manassen Nature 1987 326 863 864
37. S. Licht J. Manassen J. Electrochem. Soc. 1987 134 1064 1070
38. S. Licht Nature 1987 330 148 151
39. I. Robel V. Subramanian M. Kuno P. V. Kamat J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2385 2393
40. P. V. Kamat J. Phys. Chem. C 2008 112 18737 18753
41. A. Kongkanand K. Tvrdy K. Takechi M. Kuno P. V. Kamat J. Am. Chem. Soc. 2008 130 4007 4015
42. Y.-L. Lee C.-H. Chang J. Power Sources 2008 185 584 588
43. H. Wang Y. Yang Y. Liang J. T. Robinson Y. Li A. Jackson Y. Cui H. Dai Nano Lett. 2011 11 2644 2647
44. G. Xu B. Ding L. Shen P. Nie J. Han X. Zhang J. Mater. Chem. A 2013 1 4490 4496
45. S. S. Zhang J. Power Sources 2013 231 153 162
46. J.-W. Choi J.-K. Kim G. Cheruvally J.-H. Ahn H.-J. Ahn K.-W. Kim Electrochim. Acta 2007 52 2075 2082
47. R. D. Rauh K. M. Abraham G. F. Pearson J. K. Surprenant S. B. Brummer J. Electrochem. Soc. 1979 126 523 527
48. J. L. Dean, Lange's Handbook of Chemistry, McGraw Hill, LoCo, 14th edn, 1992
49. B. O'Regan M. Gratzel Nature 1991 353 737 740
50. A. Hauch A. Georg U. O. KraŠovec B. Orel J. Electrochem. Soc. 2002 149 A1208 A1211
51. O. Bohnke G. Robert Solid State Ionics 1982 6 115 120
52. M. A. Alpuche-Aviles Y. Wu J. Am. Chem. Soc. 2009 131 3216 3224
53. A. Hauch A. Georg S. Baumgärtner U. O. KraŠovec B. Orel Electrochim. Acta 2001 46 2131 2136
54. Y. Saito S. Uchida T. Kubo H. Segawa ECS Trans. 2009 16 27 34
55. N. Yan G. Li G. Pan X. Gao J. Electrochem. Soc. 2012 159 A1770 A1774
56. H. Nagai H. Segawa Chem. Commun. 2004 974 975
57. Y. Saito A. Ogawa S. Uchida T. Kubo H. Segawa Chem. Lett. 2010 39 488 489
58. P. Liu Y. l Cao G. R. Li X. P. Gao X. P. Ai H. X. Yang ChemSusChem 2013 6 802 806
59. A. Weber M. Mench J. Meyers P. Ross J. Gostick Q. Liu J. Appl. Electrochem. 2011 41 1137 1164
60. W. Wang Q. Luo B. Li X. Wei L. Li Z. Yang Adv. Funct. Mater. 2013 23 970 986
61. N. Yan G. Li X. Gao J. Mater. Chem. A 2013 1 7012 7015
62. N. Yan G. Li X. Gao J. Electrochem. Soc. 2014 161 A736 A741
63. Y. Zhao H. R. Byon Adv. Energy Mater. 2013 3 1630 1635
64. Y. Zhao M. Hong N. Bonnet Mercier G. Yu H. C. Choi H. R. Byon Nano Lett. 2014 14 1085 1092
65. Y. Zhao L. Wang H. R. Byon Nat. Commun. 2013 4 1896
66. M. Rychcik M. Skyllas-Kazacos J. Power Sources 1988 22 59 67
67. G.-J. Hwang H. Ohya J. Membr. Sci. 1996 120 55 67
68. G. Oriji Y. Katayama T. Miura Electrochim. Acta 2004 49 3091 3095
69. L. Joerissen J. Garche C. Fabjan G. Tomazic J. Power Sources 2004 127 98 104
70. D. Aaron C.-N. Sun M. Bright A. B. Papandrew M. M. Mench T. A. Zawodzinski ECS Electrochem. Lett. 2013 2 A29 A31
71. D. Liu F. Liu J. Liu J. Power Sources 2012 213 78 82
72. Z. Wei D. Liu C. Hsu F. Liu Electrochem. Commun. 2014 45 79 82
73. D. Liu Z. Wei C.-j. Hsu Y. Shen F. Liu Electrochim. Acta 2014 136 435 441
74. D. Liu W. Zi S. D. Sajjad C. Hsu Y. Shen M. Wei F. Liu ACS Catal. 2015 5 2632 2639
75. P. G. Ang A. F. Sammells J. Electrochem. Soc. 1982 129 233 236
76. H. Hada K. Takaoka M. Saikawa Y. Yonezawa Bull. Chem. Soc. Jpn. 1981 54 1640 1644
77. M. Sharon S. Kumar N. Sathe S. Jawalekar Sol. Cells 1984 12 353 361
78. M. Sharon A. Sinha Int. J. Hydrogen Energy 1982 7 557 562
79. Y. Yonezawa M. Okai M. Ishino H. Hada Bull. Chem. Soc. Jpn. 1983 56 2873 2876
80. B. Keita L. Nadjo J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1984 163 171 188
81. G. Betz S. Fiechter H. Tributsch J. Appl. Phys. 1987 62 4597 4605
82. M. Kaneko T. Okada H. Minoura T. Sugiura Y. Ueno Electrochim. Acta 1990 35 291 293
83. T. Kanbara K. Takada Y. Yamamura S. Kondo Solid State Ionics 1990 40 955 958
84. K. Akuto Y. Sakurai J. Electrochem. Soc. 2001 148 A121 A125
85. P. Liu H. Yang X. Ai G. Li X. Gao Electrochem. Commun. 2012 16 69 72
86. P. G. Bruce S. A. Freunberger L. J. Hardwick J.-M. Tarascon Nat. Mater. 2012 11 19 29
87. J. Lu L. Li J.-B. Park Y.-K. Sun F. Wu K. Amine Chem. Rev. 2014 114 5611 5640
88. A. C. Luntz B. D. McCloskey Chem. Rev. 2014 114 11721 11750
89. Y. Liu N. Li S. Wu K. Liao K. Zhu J. Yi H. Zhou Energy Environ. Sci. 2015 8 2664 2667
90. B. Huskinson M. P. Marshak C. Suh S. Er M. R. Gerhardt C. J. Galvin X. Chen A. Aspuru-Guzik R. G. Gordon M. J. Aziz Nature 2014 505 195 198
91. W. Wang W. Xu L. Cosimbescu D. Choi L. Li Z. Yang Chem. Commun. 2012 48 6669 6671
92. C. Law S. C. Pathirana X. Li A. Y. Anderson P. R. Barnes A. Listorti T. H. Ghaddar Adv. Mater. 2010 22 4505 4509
93. C. Law O. Moudam S. Villarroya-Lidon B. O'Regan J. Mater. Chem. 2012 22 23387 23394
94. F. Bella C. Gerbaldi C. Barolo M. Grätzel Chem. Soc. Rev. 2015 44 3431 3473
95. B. Tian X. Zheng T. J. Kempa Y. Fang N. Yu G. Yu J. Huang C. M. Lieber Nature 2007 449 885 889
96. M. A. Green, Solar cells: Operating principles, technology, and system applications, 1982
97. N. J. Ekins-Daukes, in Solar Cell Materials, John Wiley & Sons, Ltd, 2014, pp. 113-143
98. M. Yamaguchi Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2003 75 261 269
99. H. Cotal C. Fetzer J. Boisvert G. Kinsey R. King P. Hebert H. Yoon N. Karam Energy Environ. Sci. 2009 2 174 192
100. A. Heller B. Miller H. Lewerenz K. Bachmann J. Am. Chem. Soc. 1980 102 6555 6556
101. A. Heller B. Miller F. Thiel Appl. Phys. Lett. 1981 38 282 284
102. H. Lewerenz D. Aspnes B. Miller D. Malm A. Heller J. Am. Chem. Soc. 1982 104 3325 3329
103. A. Morales-Acevedo Appl. Phys. Lett. 2005 86 196101
104. T. Miyasaka T. N. Murakami Appl. Phys. Lett. 2004 85 3932 3934
105. T. N. Murakami N. Kawashima T. Miyasaka Chem. Commun. 2005 3346 3348
106. T. Miyasaka N. Ikeda T. N. Murakami K. Teshima Chem. Lett. 2007 36 480 487
107. H.-W. Chen C.-Y. Hsu J.-G. Chen K.-M. Lee C.-C. Wang K.-C. Huang K.-C. Ho J. Power Sources 2010 195 6225 6231
108. C.-Y. Hsu H.-W. Chen K.-M. Lee C.-W. Hu K.-C. Ho J. Power Sources 2010 195 6232 6238
109. C.-W. Lo C. Li H. Jiang AIP Adv. 2011 1 042104
110. P. A. Mini S. V. Nair K. R. Subramanian Prog. Photovolt. Res. Appl. 2013 21 1153 1157
111. Z. Yang L. Li Y. Luo R. He L. Qiu H. Lin H. Peng J. Mater. Chem. A 2013 1 954 958
112. M. Skunik-Nuckowska K. Grzejszczyk P. J. Kulesza L. Yang N. Vlachopoulos L. Häggman E. Johansson A. Hagfeldt J. Power Sources 2013 234 91 99
113. X. Zhang X. Huang C. Li H. Jiang Adv. Mater. 2013 25 4093 4096
114. A. S. Westover K. Share R. Carter A. P. Cohn L. Oakes C. L. Pint Appl. Phys. Lett. 2014 104 213905
115. J. Xu H. Wu L. Lu S. F. Leung D. Chen X. Chen Z. Fan G. Shen D. Li Adv. Funct. Mater. 2014 24 1840 1846
116. A. Takshi H. Yaghoubi T. Tevi S. Bakhshi J. Power Sources 2015 275 621 626
117. C. Shi H. Dong R. Zhu H. Li Y. Sun D. Xu Q. Zhao D. Yu Nano Energy 2015 13 670 678
118. X. Xu S. Li H. Zhang Y. Shen S. M. Zakeeruddin M. Graetzel Y.-B. Cheng M. Wang ACS Nano 2015 9 1782 1787
119. G. Wee T. Salim Y. M. Lam S. G. Mhaisalkar M. Srinivasan Energy Environ. Sci. 2011 4 413 416
120. J. Bae Y. J. Park M. Lee S. N. Cha Y. J. Choi C. S. Lee J. M. Kim Z. L. Wang Adv. Mater. 2011 23 3446 3449
121. T. Chen L. Qiu Z. Yang Z. Cai J. Ren H. Li H. Lin X. Sun H. Peng Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 11977 11980
122. Y. Fu H. Wu S. Ye X. Cai X. Yu S. Hou H. Kafafy D. Zou Energy Environ. Sci. 2013 6 805 812
123. T. Song B. Sun ChemSusChem 2013 6 408 410
124. X. Chen H. Sun Z. Yang G. Guan Z. Zhang L. Qiu H. Peng J. Mater. Chem. A 2014 2 1897 1902
125. Z. Zhang X. Chen P. Chen G. Guan L. Qiu H. Lin Z. Yang W. Bai Y. Luo H. Peng Adv. Mater. 2014 26 466 470
126. S. Pan Z. Yang P. Chen J. Deng H. Li H. Peng Angew. Chem. 2014 126 6224 6228
127. H. Peng, Fiber-Shaped Energy Harvesting and Storage Devices, Springer, 2015
128. H. Gerritsen W. Ruppel P. Würfel J. Electrochem. Soc. 1984 131 2037 2041
129. S. Licht B. Wang T. Soga M. Umeno Appl. Phys. Lett. 1999 74 4055 4057
130. X. Zou N. Maesako T. Nomiyama Y. Horie T. Miyazaki Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2000 62 133 142
131. W. Guo X. Xue S. Wang C. Lin Z. L. Wang Nano Lett. 2012 12 2520 2523