Photoelectrochemical Hydrogen Peroxide Production from Water on a WO3/BiVO4 Photoanode and from O2 on an Au Cathode Without External Bias

Chemistry - An Asian Journal

Volumn 12, Issue 10, 2017, Pages 1111-1119

  Fuku, Kojiro ^a   Miyase, Yuta ^a,b   Miseki, Yugo ^a   Funaki, Takashi ^a   Gunji, Takahiro ^a,b   Sayama, Kazuhiro ^a,b  

^a NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY AIST   (Japan)

^b TOKYO UNIVERSITY OF SCIENCE   (Japan)

Author keywords

Au cathode; hydrogen carbonate; hydrogen peroxide; solar light; WO3 BiVO4 photoanode

Indexed keywords

CATHODES; CHEMICAL PLANTS; ELECTROCHEMISTRY; ELECTROLYTES; HYDROGEN PEROXIDE; OXIDATION; PEROXIDES; SOLAR POWER GENERATION; TWO PHOTON PROCESSES;

HYDROGEN CARBONATES; OXIDATIVE DEGRADATION; PHOTO-ANODES; PHOTOELECTROCHEMICAL HYDROGEN; PHOTOELECTROCHEMICAL PRODUCTION; SIMULATED SOLAR LIGHT; SOLAR LIGHT; TWO-ELECTRON REDUCTION;

ELECTRODES;

EID: 85018271582     PISSN: 18614728     EISSN: 1861471X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/asia.201700292     Document Type: Article

References (68)

1. A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37.
2. Z. G. Zou, J. H. Ye, K. Sayama, H. Arakawa, Nature 2001, 414, 625.
3. A. Kudo, Y. Miseki, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253.
4. K. Maeda, K. Teramura, D. Lu, T. Takata, N. Saito, Y. Inoue, K. Domen, Nature 2006, 440, 295.
5. K. Fuku, K. Hashimoto, H. Kominami, Chem. Commun. 2010, 46, 5118.
6. K. Fuku, T. Kamegawa, K. Mori, H. Yamashita, Chem. Asian J. 2012, 7, 1366.
7. K. Fuku, R. Hayashi, S. Takakura, T. Kamegawa, K. Mori, H. Yamashita, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7446;
8. Angew. Chem. 2013, 125, 7594.
9. B. D. Alexander, P. J. Kulesza, I. Rutkowska, R. Solarska, J. Augustynski, J. Mater. Chem. 2008, 18, 2298.
10. K. Sayama, A. Nomura, Z. Zou, R. Abe, Y. Abe, H. Arakawa, Chem. Commun. 2003, 2908.
11. P. Chatchai, Y. Murakami, S. Kishioka, A. Y. Nosaka, Y. Nosaka, Electrochim. Acta 2009, 54, 1147.
12. R. Saito, Y. Miseki, K. Sayama, Chem. Commun. 2012, 48, 3833.
13. I. Fujimoto, N. Wang, R. Saito, Y. Miseki, T. Gunji, K. Sayama, Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 2454.
14. X. Shi, I. Y. Choi, K. Zhang, J. Kwon, D. Y. Kim, J. K. Lee, S. H. Oh, J. K. Kim, J. H. Park, Nat. Commun. 2014, 5, 4775.
15. T. W. Kim, K. S. Choi, Science 2014, 343, 990.
16. F. M. Toma, J. K. Cooper, V. Kunzelmann, M. T. McDowell, J. Yu, D. M. Larson, N. J. Borys, C. Abelyan, J. W. Beeman, K. M. Yu, J. Yang, L. Chen, M. R. Shaner, J. Spurgeon, F. A. Houle, K. A. Persson, I. D. Sharp, Nat. Commun. 2016, 7, 12012.
17. J. Y. Kim, G. Magesh, D. H. Youn, J. W. Jang, J. Kubota, K. Domen, J. S. Lee, Sci. Rep. 2013, 3, 2681.
18. Q. Mi, A. Zhanaidarova, B. S. Brunschwig, H. B. Gray, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5694.
19. J. C. Hill, K. S. Choi, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7612.
20. K. Ueno, H. Misawa, NPG Asia Mater. 2013, 5, e61.
21. K. Fuku, N. Wang, Y. Miseki, T. Funaki, K. Sayama, ChemSusChem 2015, 8, 1593.
22. H. G. Cha, K. S. Choi, Nat. Chem. 2015, 7, 328.
23. K. Fuku, K. Sayama, Chem. Commun. 2016, 52, 5406.
24. K. Fuku, Y. Miyase, Y. Miseki, T. Gunji, K. Sayama, ChemistrySelect 2016, 1, 5721.
25. R. Noyori, M. Aoki, K. Sato, Chem. Commun. 2003, 1977.
26. Y. Kuwahara, K. Nishizawa, T. Nakajima, T. Kamegawa, K. Mori, H. Yamashita, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12462.
27. L. Wang, J. Sun, X. Meng, W. Zhang, J. Zhang, S. Pan, Z. Shen, F. S. Xiao, Chem. Commun. 2014, 50, 2012.
28. A. Sorokin, S. D. Suzzoni-Dezard, D. Poullain, J. P. Noël, B. Meunier, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7410.
29. R. Armon, N. Laot, O. Lev, H. Shuval, B. Fattal, Water Sci. Technol. 2000, 42, 187.
30. S. A. M. Shaegh, S. M. M. Ehteshami, S. H. Chan, N. T. Nguyen, S. N. Tan, RSC Adv. 2014, 4, 37284.
31. T. Shiragami, H. Nakamura, J. Matsumoto, M. Yasuda, Y. Suzuri, H. Tachibana, H. Inoue, J. Photochem. Photobiol. A 2015, 313, 131.
32. M. Teranishi, S. Naya, H. Tada, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7850.
33. S. Kato, J. Jung, T. Suenobu, S. Fukuzumi, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3756.
34. Y. Yamada, A. Nomura, T. Miyahigashi, K. Ohkubo, S. Fukuzumi, J. Phys. Chem. A 2013, 117, 3751.
35. Y. Shiraishi, S. Kanazawa, Y. Kofuji, H. Sakamoto, S. Ichikawa, S. Tanaka, T. Hirai, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13454;
36. Angew. Chem. 2014, 126, 13672.
37. Y. Yamada, M. Yoneda, S. Fukuzumi, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1698.
38. Y. Liu, X. Quan, X. Fan, H. Wang, S. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6837;
39. Angew. Chem. 2015, 127, 6941.
40. Y. Isaka, S. Kato, D. Hong, T. Suenobu, Y. Yamada, S. Fukuzumi, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 12404.
41. Y. Kofuji, S. Ohkita, Y. Shiraishi, H. Sakamoto, S. Tanaka, S. Ichikawa, T. Hirai, ACS Catal. 2016, 6, 7021.
42. Y. Kofuji, Y. Isobe, Y. Shiraishi, H. Sakamoto, S. Tanaka, S. Ichikawa, T. Hirai, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 10019.
43. Y. Isaka, K. Oyama, Y. Yamada, T. Suenobu, S. Fukuzumi, Catal. Sci. Technol. 2016, 6, 681.
44. S. Li, G. Dong, R. Hailili, L. Yang, Y. Li, F. Wang, Y. Zeng, C. Wang, Appl. Catal. B 2016, 190, 26.
45. Y. Isaka, Y. Yamada, T. Suenobu, T. Nakagawa, S. Fukuzumi, RSC Adv. 2016, 6, 42041.
46. K. Mase, M. Yoneda, Y. Yamada, S. Fukuzumi, ACS Energy Lett. 2016, 1, 913.
47. S. Fukuzumi, Biochim. Biophys. Acta Bioenerg. 2016, 1857, 604.
48. S. Fukuzumi, Y. Yamada, ChemElectroChem 2016, 3, 1978.
49. H. Hirakawa, S. Shiota, Y. Shiraishi, H. Sakamoto, S. Ichikawa, T. Hirai, ACS Catal. 2016, 6, 4976.
50. S. Thakur, T. Kshetri, N. H. Kim, J. H. Lee, J. Catal. 2017, 345, 78.
51. K. Mase, M. Yoneda, Y. Yamada, S. Fukuzumi, Nat. Commun. 2016, 7, 11470.
52. M. Teranishi, R. Hoshino, S. Naya, H. Tada, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 12773;
53. Angew. Chem. 2016, 128, 12965.
54. J. Brillet, J. H. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustynski, M. Gräetzel, K. Sivula, Nat. Photonics 2012, 6, 824.
55. F. F. Abdi, T. J. Savenije, M. M. May, B. Dam, R. van de Krol, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2752.
56. A. J. E. Rettie, H. C. Lee, L. G. Marshall, J. F. Lin, C. Capan, J. Lindemuth, J. S. McCloy, J. Zhou, A. J. Bard, C. B. Mullins, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11389.
57. T. Funaki, H. Funakoshi, O. Kitao, N. Onozawa-Komatsuzaki, K. Kasuga, K. Sayama, H. Sugihara, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7528;
58. Angew. Chem. 2012, 124, 7646.
59. H. Kornweitz, D. Meyerstein, Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 11069.
60. D. E. Richardson, H. Yao, K. M. Frank, D. A. Bennett, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1729.
61. R. E. Dinnebier, S. Vensky, P. W. Stephens, M. Jansen, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1922;
62. Angew. Chem. 2002, 114, 2002.
63. E. J. Ruiz, R. Ortega-Borges, J. L. Jurado, T. W. Chapman, Y. Meas, Electrochem. Solid-State Lett. 2009, 12, E1.
64. E. V. Bakhmutova-Albert, H. Yao, D. E. Denevan, D. E. Richardson, Inorg. Chem. 2010, 49, 11287.
65. Z. Peimanifard, S. Rashid-Nadimi, J. Power Sources 2015, 300, 395.
66. F. Jiang, Gunawan, T. Harada, Y. B. Kuang, T. Minegishi, K. Domen, S. Ikeda, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 13691.
67. T. Nakajima, A. Hagino, T. Nakamura, T. Tsuchiya, K. Sayama, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 17809.
68. A. Verdaguer-Casadevall, D. Deiana, M. Karamad, S. Siahrostami, P. Malacrida, T. W. Hansen, J. Rossmeisl, I. Chorkendorff, I. E. L. Stephens, Nano Lett. 2014, 14, 1603.