Designing efficient doped NiOOH catalysts for water splitting with first principles calculations

ChemistrySelect

Volumn 1, Issue 5, 2016, Pages 911-916

  Zaffran, Jeremie ^a   Toroker, Maytal Caspary ^a  

^a TECHNION ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Israel)

Author keywords

Computational Catalysis; DFT+U; Doping; NiOOH; Oxygen Evolution Reaction (OER); Transition Metal Oxides; water splitting

Indexed keywords

EID: 85016050592     PISSN: None     EISSN: 23656549     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/slct.201600135     Document Type: Article

References (60)

1. N. S. Lewis, D. G. Nocera, Proc Natl Acad Sci USA 2006, 103, 15729–15735.
2. M. G. Walter, E. L. Warren, J. R. McKone, S. W. Boettcher, Q. Mi, E. A. Santori, N. S. Lewis, Chem. Rev. 2010, 110, 6446–6473.
3. E. Fabbri, A. Habereder, K. Waltar, R. Kötz, T. J. Schmidt, Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 3800–3821;
4. B. M. Hunter, J. D. Blakemore, M. Deimund, H. B. Gray, J. R. Winkler, A. M. Müller, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13118–13121;
5. R. Pokhrel, M. K. Goetz, S. E. Shaner, X. Wu, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8384–8387;
6. D. Wang, G. Ghirlanda, J. P. Allen, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10198–10201;
7. T. K. Townsend, E. M. Sabio, N. D. Browning, F. E. Osterloh, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4270–4275;
8. D. M. Fabian, S. Hu, N. Singh, F. A. Houle, T. Hisatomi, K. Domen, F. Osterloh, S. Ardo, Energy Environ. Sci. 2015.
9. M. Gao, W. Sheng, Z. Zhuang, Q. Fang, S. Gu, J. Jiang, Y. Yan, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7077–7084;
10. M. Gong, H. Dai, Nano Res. 2015, 8, 23–39;
11. Z. Zhao, H. Wu, H. He, X. Xu, Y. Jin, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7179–7186;
12. X. Yu, M. Zhang, W. Yuan, G. Shi, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 6921–6928;
13. F. Malara, A. Minguzzi, M. Marelli, S. Morandi, R. Psaro, V. Dal Santo, A. Naldoni, ACS Catal. 2015, 5, 5292–5300;
14. A. M. Smith, L. Trotochaud, M. S. Burke, S. W. Boettcher, Chem. Commun. 2015, 51, 5261–5263.
15. A. Van der Ven, D. Morgan, Y. S. Meng, G. Ceder, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A210.
16. D. S. Hall, D. J. Lockwood, C. Bock, B. R. MacDougall, Proc Math Phys Eng Sci 2015, 471, 20140792.
17. S. Klaus, Y. Cai, M. W. Louie, L. Trotochaud, A. T. Bell, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 7243–7254;
18. L. Trotochaud, S. L. Young, J. K. Ranney, S. W. Boettcher, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6744–6753.
19. K. Momma, F. Izumi, J. Appl. Crystallogr. 2011, 44, 1272–1276.
20. Y.-F. Li, A. Selloni, ACS Catal. 2014, 4, 1148–1153.
21. G. Kresse, J. Hafner, Phys. Rev. B 1993, 47, 558–561;
22. G. Kresse, J. Furthmüller, Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15–50.
23. S. L. Dudarev, G. A. Botton, S. Y. Savrasov, C. J. Humphreys, A. P. Sutton, Phys. Rev. B 1998, 57, 1505–1509.
24. D. Friebel, M. W. Louie, M. Bajdich, K. E. Sanwald, Y. Cai, A. M. Wise, M. J. Cheng, D. Sokaras, T. C. Weng, R. Alonso-Mori, R. C. Davis, J. R. Bargar, J. K. Norskov, A. Nilsson, A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1305–1313;
25. P. Liao, J. A. Keith, E. A. Carter, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13296–13309;
26. O. Diaz-Morales, I. Ledezma-Yanez, M. T. M. Koper, F. Calle-Vallejo, ACS Catal. 2015, 5, 5380–5387.
27. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865–3868.
28. W. E. Pickett, S. C. Erwin, E. C. Ethridge, Phys. Rev. B 1998, 58, 1201–1209;
29. K. Yu, E. A. Carter, J. Chem. Phys. 2014, 140, 121105;
30. D. K. Kanan, E. A. Carter, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 9876–9887.
31. M. Cococcioni, S. de Gironcoli, Phys. Rev. B 2005, 71, 035105.
32. G. Kresse, D. Joubert, Phys. Rev. B 1999, 59, 1758–1775.
33. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188–5192.
34. L. Trotochaud, T. J. Mills, S. W. Boettcher, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 931–935;
35. E. E. Sileo, M. Jobbágy, C. O. Paiva-Santos, A. E. Regazzoni, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10137–10141;
36. C. Miao, Y. Zhu, L. Huang, T. Zhao, J. Power Sources 2015, 274, 186–193;
37. B. Hu, S. F. Chen, S. J. Liu, Q. S. Wu, W. T. Yao, S. H. Yu, Chemistry 2008, 14, 8928–8938;
38. J. Bao, Y. Zhu, Z. Zhang, Q. Xu, W. Zhao, J. Chen, W. Zhang, Q. Han, Mater. Res. Bull. 2013, 48, 422–428.
39. C. Michel, J. Zaffran, A. M. Ruppert, J. Matras-Michalska, M. Jedrzejczyk, J. Grams, P. Sautet, Chem Commun (Camb) 2014, 50, 12450–12453.
40. J. O. M. Bockris, A. K. N. Reddy, M. Gamboa-Aldeco, Modern Electrochemistry 2 A. Fundamentals of Electrodics, Second Edition ed., Plenum Publishers, New York, 2000.
41. I. C. Man, H.-Y. Su, F. Calle-Vallejo, H. A. Hansen, J. I. Martínez, N. G. Inoglu, J. Kitchin, T. F. Jaramillo, J. K. Nørskov, J. Rossmeisl, ChemCatChem 2011, 3, 1159–1165.
42. J. Zaffran, C. Michel, F. Delbecq, P. Sautet, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 12988–12998;
43. C. Michel, F. Goltl, P. Sautet, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 15286–15290.
44. A. Vojvodic, F. Calle-Vallejo, W. Guo, S. Wang, A. Toftelund, F. Studt, J. I. Martinez, J. Shen, I. C. Man, J. Rossmeisl, T. Bligaard, J. K. Noorskov, F. Abild-Pedersen, J. Chem. Phys. 2011, 134, 244509.
45. L. Trotochaud, S. W. Boettcher, Scripta Mater. 2014, 74, 25–32;
46. M. Gong, Y. Li, H. Wang, Y. Liang, J. Z. Wu, J. Zhou, J. Wang, T. Regier, F. Wei, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8452–8455.
47. F. Costanzo, Phys. Chem. Chem. Phys. 2016.
48. J. Jiang, A. Zhang, L. Li, L. Ai, J. Power Sources 2015, 278, 445–451.
49. R. Oesten, M. Wohlfahrt-Mehrens, S. Ströbele, M. Kasper, R. A. Huggins, Ionics 1996, 2, 293–301;
50. L. Zhao, Z.-h. Liu, L. Jin, T Nonferr Metal Soc 2013, 23, 1033–1038;
51. C. Tessier, C. Faure, L. Guerlou-Demourgues, G. N. Catherine Denage, C. Delmas, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, 1136–1145.
52. J. Zaffran, M. Caspary Toroker, ChemPhysChem 2016.
53. R. W. Cairns, E. Ott, J. Am. Chem. Soc. 1933, 55, 527–533;
54. R. W. G. Wyckoff, Crystal Structures 1 Second Edition ed., Interscience Publishers, New York, 1963.
55. Y.-F. Li, A. Selloni, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3981–3985.
56. B. Lv, Z. Liu, R. Ding, D. Wu, Y. Xu, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 5695.
57. P. B. Armentrout, L. F. Halle, J. L. Beauchamp, J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 6501–6502.
58. F. Sabatier, La catalyse en chimie organique, Beranger, Paris, 1920.
59. R. Parson, in Catalysis in Electrochemistry: From Fundamental Aspects to Strategies for Fuel Cell Development (Eds.: E. Santos, W. Schmickler), John Wiley & Sons, Inc., New York, 2011, p. 1.
60. N. Yatom, O. Neufeld, M. Caspary Toroker, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 24789–24795.