Tantalum (oxy)nitride based photoanodes for solar-driven water oxidation

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 4, Issue 8, 2016, Pages 2783-2800

  Zhen, Chao ^a   Chen, Runze ^a,b   Wang, Lianzhou ^c   Liu, Gang ^a   Cheng, Hui Ming ^a  

^a INSTITUTE OF METAL RESEARCH   (China)

^b NORTHEASTERN UNIVERSITY   (China)

^c UNIVERSITY OF QUEENSLAND   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONVERSION EFFICIENCY; NITRIDES; OXIDATION; SOLAR POWER GENERATION; TANTALUM;

NITRIDE FILMS; PHOTO-ELECTRODES; PHOTOELECTROCHEMICALS; RECENT RESEARCHES; SOLAR-TO-HYDROGEN CONVERSIONS; SYNTHESIS METHOD; WATER OXIDATION; WATER SPLITTING;

PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS;

EID: 84959020754     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ta07057k     Document Type: Review

References (111)

1. A. B. Murphy P. R. F. Barnes L. K. Randeniya I. C. Plumb I. E. Grey M. D. Horne J. A. Glasscock Int. J. Hydrogen Energy 2006 31 1999 2017
2. A. Fujishima K. Honda Nature 1972 238 37 38
3. M. Grätzel Nature 2001 414 338 344
4. 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 6473
5. Z. S. Li W. J. Luo M. L. Zhang J. Y. Feng Z. G. Zou Energy Environ. Sci. 2013 6 347 370
6. M. S. Prévot K. Sivula J. Phys. Chem. C 2013 117 17879 17893
7. F. F. Abdi L. Han A. H. M. Smets M. Zeman B. Dam R. van de Krol Nat. Commun. 2013 4 2195
8. 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 1219
9. B. Seger A. B. Laursen P. C. K. Vesborg T. Pedersen O. Hansen S. Dahl I. Chorkendorff Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 9128 9131
10. M. H. Lee K. Takei J. J. Zhang R. Kapadia M. Zheng Y. Z. Chen J. Nah T. S. Matthews Y. L. Chueh J. W. Ager A. Javey Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 10760 10764
11. D. V. Esposito I. Levin T. P. Moffat A. A. Talin Nat. Mater. 2013 12 562 568
12. Z. B. 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 16
13. P. Zhang J. J. Zhang J. L. Gong Chem. Soc. Rev. 2014 43 4395 4422
14. M. Hara G. Hitoki T. Takata J. N. Kondo H. Kobayashi K. Domen Catal. Today 2003 78 555 560
15. G. Hitoki T. Takata J. N. Kondo M. Hara H. Kobayashi K. Domen Chem. Commun. 2002 1698 1699
16. G. Hitoki A. Ishikawa T. Takata J. N. Kondo M. Hara K. Domen Chem. Lett. 2002 736 737
17. T. Matoba K. Maeda K. Domen Chem.-Eur. J. 2011 17 14731 14735
18. K. Maeda K. Domen Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 9865 9869
19. K. Maeda D. L. Lu K. Domen Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 6488 6491
20. C. S. Pan T. Takata M. Nakabayashi T. Matsumoto N. Shibata Y. Ikuhara K. Domen Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 2955 2959
21. C. M. Fang E. Orhan G. A. de Wijs H. T. Hintzen R. A. de Groot R. Marchand J. Y. Saillard G. de With J. Mater. Chem. 2001 11 1248 1252
22. C. M. Fang G. A. de Wijs E. Orhan G. de With R. A. de Groot H. T. Hintzen R. Marchand J. Phys. Chem. Solids 2003 64 281 286
23. W. J. Chun A. Ishikawa H. Fujisawa T. Takata J. N. Kondo M. Hara M. Kawai Y. Matsumoto K. Domen J. Phys. Chem. B 2003 107 1798 1803
24. S. Balaz S. H. Porter P. M. Woodward L. J. Brinson Chem. Mater. 2013 25 3337 3343
25. M. Hara E. Chiba A. Ishikawa T. Takata J. N. Kondo K. Domen J. Phys. Chem. B 2003 107 13441 13445
26. S. J. Henderson A. L. Hector J. Solid State Chem. 2006 179 3518 3524
27. E. Nurlaela S. Ould-Chikh M. Harb S. del Gobbo M. Aouine E. Puzenat P. Sautet K. Domen J. M. Basset K. Takanabe Chem. Mater. 2014 26 4812 4825
28. T. Jing Y. Dai X. C. Ma W. Wei B. B. Huang RSC Adv. 2015 5 59390 59397
29. J. J. Wang A. B. Ma Z. S. Li J. H. Jiang J. Y. Feng Z. G. Zou Phys. Chem. Chem. Phys. 2015 17 8166 8171
30. J. J. Wang J. Y. Feng L. Zhang Z. S. Li Z. G. Zou Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 15375 15380
31. J. J. Wang T. Fang L. Zhang J. Y. Feng Z. S. Li Z. G. Zou J. Catal. 2014 309 291 299
32. J. J. Wang A. B. Ma Z. S. Li J. H. Jiang J. Y. Feng Z. G. Zou RSC Adv. 2014 4 55615 55621
33. K. Maeda H. Terashima K. Kase M. Higashi M. Tabata K. Domen Bull. Chem. Soc. Jpn. 2008 81 927 937
34. B. A. Pinaud A. Vailionis T. F. Jaramillo Chem. Mater. 2014 26 1576 1582
35. A. Dabirian R. van de Krol Appl. Phys. Lett. 2013 102 033905
36. B. A. Pinaud P. C. K. Vesborg T. F. Jaramillo J. Phys. Chem. C 2012 116 15918 15924
37. A. Ishikawa T. Takata J. N. Kondo M. Hara K. Domen J. Phys. Chem. B 2004 108 11049 11053
38. M. X. Li W. J. Luo D. P. Cao X. Zhao Z. S. Li T. Yu Z. G. Zou Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 11016 11020
39. P. Roy S. Berger P. Schmuki Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 2904 2939
40. H. A. El-Sayed V. I. Birss Nano Lett. 2009 9 1350 1355
41. N. K. Allam X. J. Feng C. A. Grimes Chem. Mater. 2008 20 6477 6481
42. S. Banerjee S. K. Mohapatra M. Misra Chem. Commun. 2009 7137 7139
43. N. K. Allam B. S. Shaheen A. M. Hafez ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 6 4609 4615
44. X. J. Feng T. J. LaTempa J. I. Basham G. K. Mor O. K. Varghese C. A. Grimes Nano Lett. 2010 10 948 952
45. Y. Q. Cong H. S. Park S. J. Wang H. X. Dang F. R. F. Fan C. B. Mullins A. J. Bard J. Phys. Chem. C 2012 116 14541 14550
46. Y. Kado R. Hahn C. Y. Lee P. Schmuki Electrochem. Commun. 2012 17 67 70
47. Y. Kado C. Y. Lee K. Lee J. Muller M. Moll E. Spiecker P. Schmuki Chem. Commun. 2012 48 8685 8687
48. Z. X. Su S. Grigorescu L. Wang K. Y. Lee P. Schmuki Electrochem. Commun. 2015 50 15 19
49. Y. Li K. Nagato J. J. Delaunay J. Kubota K. Domen Nanotechnology 2014 25 014013
50. Y. B. Li T. Takata D. Cha K. Takanabe T. Minegishi J. Kubota K. Domen Adv. Mater. 2013 25 125 131
51. Y. Li L. Zhang A. Torres-Pardo J. M. González-Calbet Y. Ma P. Oleynikov O. Terasaki S. Asahina M. Shima D. Cha L. Zhao K. Takanabe J. Kubota K. Domen Nat. Commun. 2013 4 2566
52. L. Wang F. Dionigi N. T. Nguyen R. Kirchgeorg M. Gliech S. Grigorescu P. Strasse P. Schmuki Chem. Mater. 2015 27 2360 2366
53. G. J. Liu J. Y. Shi F. X. Zhang Z. Chen J. F. Han C. M. Ding S. S. Chen Z. L. Wang H. X. Han C. Li Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 7295 7299
54. G. J. Liu P. Fu L. Y. Zhou P. L. Yan C. M. Ding J. Y. Shi C. Li Chem.-Eur. J. 2015 21 9624 9628
55. Z. X. Su L. Wang S. Grigorescu K. Lee P. Schmuki Chem. Commun. 2014 50 15561 15564
56. X. F. Yang J. L. Zhuang X. Y. Li D. H. Chen G. F. Ouyang Z. Q. Mao Y. X. Han Z. H. He C. L. Liang M. M. Wu J. C. Yu ACS Nano 2009 3 1212 1218
57. P. R. Liu H. M. Zhang H. W. Liu Y. Wang X. D. Yao G. S. Zhu S. Q. Zhang H. J. Zhao J. Am. Chem. Soc. 2011 133 19032 19035
58. H. M. Zhang Y. B. Li P. R. Liu Y. Li D. J. Yang H. G. Yang H. J. Zhao Chem.-Eur. J. 2012 18 5165 5169
59. C. Zhen L. Z. Wang G. Liu G. Q. Lu H. M. Cheng Chem. Commun. 2013 49 3019 3021
60. J. G. Hou Z. Wang C. Yang H. J. Cheng S. Q. Jiao H. M. Zhu Energy Environ. Sci. 2013 6 3322 3330
61. H. X. Dang N. T. Hahn H. S. Park A. J. Bard C. B. Mullins J. Phys. Chem. C 2012 116 19225 19232
62. C. F. Mallinson B. M. Gray A. L. Hector M. A. McLachlan J. R. Owen Inorg. Chem. 2013 52 9994 9999
63. R. Gao L. F. Li M. Chen L. Wu Small 2014 10 3038 3044
64. M. Higashi K. Domen R. Abe Energy Environ. Sci. 2011 4 4138 4147
65. R. Abe M. Higashi K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2010 132 11828 11829
66. M. Higashi K. Domen R. Abe J. Am. Chem. Soc. 2012 134 6968 6971
67. M. J. Liao J. Y. Feng W. J. Luo Z. Q. Wang J. Y. Zhang Z. S. Li T. Yu Z. G. Zou Adv. Funct. Mater. 2012 22 3066 3074
68. M. Higashi K. Domen R. Abe J. Am. Chem. Soc. 2013 135 10238 10241
69. E. S. Kim N. Nishimura G. Magesh J. Y. Kim J. W. Jang H. Jun J. Kubota K. Domen J. S. Lee J. Am. Chem. Soc. 2013 135 5375 5383
70. C. H. Wu C. Hahn S. B. Khan A. M. Asiri S. M. Bawaked P. D. Yang Chem.-Asian J. 2013 8 2354 2357
71. P. J. Kelly R. D. Arnell Vacuum 2000 56 159 172
72. H. le Dreó O. Banakh H. Keppner P. A. Steinmann D. Briand N. F. de Rooij Thin Solid Films 2006 515 952 956
73. D. Cristea D. Constantin A. Crisan C. S. Abreu J. R. Gomes N. P. Barradas E. Alves C. Moura F. Vaz L. Cunha Vacuum 2013 98 63 69
74. A. Bousquet F. Zoubian J. Cellier T. Sauvage E. Tomasella Plasma Processes Polym. 2013 10 990 998
75. C. M. Leroy R. Sanjines K. Sivula M. Cornuz N. Xanthopoulos V. Laporte M. Grätzel Energy Procedia 2012 22 119 126
76. D. Yokoyama H. Hashiguchi K. Maeda T. Minegishi T. Takata R. Abe J. Kubota K. Domen Thin Solid Films 2011 519 2087 2092
77. A. Ziani E. Nurlaela D. S. Dhawale D. A. Silva E. Alarousu O. F. Mohammed K. Takanabe Phys. Chem. Chem. Phys. 2015 17 2670 2677
78. A. I. Hochbaum P. D. Yang Chem. Rev. 2010 110 527 546
79. P. V. Kamat K. Tvrdy D. R. Baker J. G. Radich Chem. Rev. 2010 110 6664 6688
80. S. So K. Lee P. Schmuki J. Am. Chem. Soc. 2012 134 11316 11318
81. S. So K. Lee P. Schmuki Chem.-Eur. J. 2013 19 2966 2970
82. X. Zhao W. J. Luo J. Y. Feng M. X. Li Z. S. Li T. Yu Z. G. Zou Adv. Energy Mater. 2014 4 1301785
83. I. Cesar A. Kay J. A. G. Martinez M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2006 128 4582 4583
84. G. M. Wang Y. C. Ling D. A. Wheeler K. E. N. George K. Horsley C. Heske J. Z. Zhang Y. Li Nano Lett. 2011 11 3503 3509
85. Y. C. Ling G. M. Wang D. A. Wheeler J. Z. Zhang Y. Li Nano Lett. 2011 11 2119 2125
86. O. Zandi B. M. Klahr T. W. Hamann Energy Environ. Sci. 2013 6 634 642
87. W. J. Luo Z. S. Yang Z. S. Li J. Y. Zhang J. G. Liu Z. Y. Zhao Z. Q. Wang S. C. Yan T. Yu Z. G. Zou Energy Environ. Sci. 2011 4 4046 4051
88. S. K. Pilli T. E. Furtak L. D. Brown T. G. Deutsch J. A. Turner A. M. Herring Energy Environ. Sci. 2011 4 5028 5034
89. D. K. Zhong S. Choi D. R. Gamelin J. Am. Chem. Soc. 2011 133 18370 18377
90. W. J. Jo J. W. Jang K. J. Kong H. J. Kang J. Y. Kim H. Jun K. P. S. Parmar J. S. Lee Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 3147 3151
91. Y. Q. Cong H. S. Park H. X. Dang F. R. F. Fan A. J. Bard C. B. Mullins Chem. Mater. 2012 24 579 586
92. S. Grigorescu B. Barhausen L. Wang A. Mazare J. E. Yoo R. Hahn P. Schmuki Electrochem. Commun. 2015 51 85 88
93. J. Y. Feng D. P. Cao Z. Q. Wang W. J. Luo J. J. Wang Z. S. Li Z. G. Zou Chem.-Eur. J. 2014 20 16384 16390
94. P. M. Rao L. L. Cai C. Liu I. S. Cho C. H. Lee J. M. Weisse P. D. Yang X. L. Zheng Nano Lett. 2014 14 1099 1105
95. J. Z. Su L. J. Guo N. Z. Bao C. A. Grimes Nano Lett. 2011 11 1928 1933
96. K. Sivula F. Le Formal M. Grätzel Chem. Mater. 2009 21 2862 2867
97. M. T. Mayer C. Du D. W. Wang J. Am. Chem. Soc. 2012 134 12406 12409
98. Y. J. Hwang A. Boukai P. D. Yang Nano Lett. 2009 9 410 415
99. H. I. Kim D. Monllor-Satoca W. Kim W. Choi Energy Environ. Sci. 2015 8 247 257
100. J. G. Hou C. Yang H. J. Cheng S. Q. Jiao O. Takeda H. M. Zhu Energy Environ. Sci. 2014 7 3758 3768
101. Y. W. Chen J. D. Prange S. Duhnen Y. Park M. Gunji C. E. D. Chidsey P. C. McIntyre Nat. Mater. 2011 10 539 544
102. J. M. Spurgeon J. M. Velazquez M. T. McDowell Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 3623 3631
103. M. F. Shao F. Y. Ning M. Wei D. G. Evans X. Duan Adv. Funct. Mater. 2014 24 580 586
104. E. M. P. Steinmiller K. S. Choi Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 20633 20636
105. S. Y. Reece J. A. Hamel K. Sung T. D. Jarvi A. J. Esswein J. J. H. Pijpers D. G. Nocera Science 2011 334 645 648
106. T. W. Kim K. S. Choi Science 2014 343 990 994
107. F. Song X. L. Hu Nat. Commun. 2014 5 4477
108. X. Zou A. Goswami T. Asefa J. Am. Chem. Soc. 2013 135 17242 17245
109. M. Gong Y. G. Li H. L. Wang Y. Y. Liang J. Z. Wu J. G. Zhou J. Wang T. Regier F. Wei H. J. Dai J. Am. Chem. Soc. 2013 135 8452 8455
110. J. Y. Kim G. Magesh D. H. Youn J. W. Jang J. Kubota K. Domen J. S. Lee Sci. Rep. 2013 3 2681
111. T. W. Kim K.-S. Choi Science 2014 343 990 994