Evaluating spinel ferrites MFe 2 O 4 (M = Cu, Mg, Zn) as photoanodes for solar water oxidation: Prospects and limitations

Sustainable Energy and Fuels

Volumn 2, Issue 1, 2018, Pages 103-117

  Guijarro, N ^a   Bornoz, P ^a   Prevot M ^a   Yu, X ^a   Zhu, X ^a   Johnson, M ^a   Jeanbourquin, X ^a   Le Formal, F ^a   Sivula, K ^a  

^a EPFL   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL STABILITY; COPPER COMPOUNDS; ELECTROCATALYSTS; FERMI LEVEL; FERRITES; HETEROJUNCTIONS; MAGNESIUM COMPOUNDS; NICKEL COMPOUNDS; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; SURFACE STATES; ZINC COMPOUNDS;

BULK RECOMBINATION; FERMI LEVEL PINNING; MATERIAL FACTOR; NANOSTRUCTURED THIN FILM; PHOTOELECTROCHEMICALS; POST TREATMENT; SOLUTION BASED APPROACHES; SPINEL FERRITES;

IRON COMPOUNDS;

CATALYST; ELECTROCHEMICAL METHOD; ELECTRODE; FACTOR ANALYSIS; FERRITE; OXIDATION; PERFORMANCE ASSESSMENT;

EID: 85044953409     PISSN: None     EISSN: 23984902     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c7se00448f     Document Type: Article

References (95)

1. A. J. Bard J. Phys. Chem. 1982 86 172 177
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. M. Grätzel Nature 2001 414 338 344
4. M. S. Prévot K. Sivula J. Phys. Chem. C 2013 117 17879 17893
5. O. Khaselev J. A. Turner Science 1998 280 425 427
6. M. S. Prévot N. Guijarro K. Sivula ChemSusChem 2015 8 1359 1367
7. X. Yu M. S. Prévot N. Guijarro K. Sivula Nat. Commun. 2015 6 7596
8. N. Guijarro M. S. Prévot X. Yu X. A. Jeanbourquin P. Bornoz W. Bourée M. Johnson F. Le Formal K. Sivula Adv. Energy Mater. 2016 6 1501949
9. N. Guijarro M. S. Prévot M. Johnson X. Yu W. S. Bourée X. A. Jeanbourquin P. Bornoz F. L. Formal K. Sivula J. Phys. D: Appl. Phys. 2017 50 044003
10. M. Neumann-Spallart K. Kalyanasundaram J. Phys. Chem. 1982 86 2681 2690
11. J. L. White M. F. Baruch J. E. Pander III Y. Hu I. C. Fortmeyer J. E. Park T. Zhang K. Liao J. Gu Y. Yan T. W. Shaw E. Abelev A. B. Bocarsly Chem. Rev. 2015 115 12888 12935
12. K. Sivula R. van de Krol Nat. Rev. Mater. 2016 1 16010
13. F. F. Abdi S. P. Berglund J. Phys. D: Appl. Phys. 2017 50 193002
14. R. Dillert D. H. Taffa M. Wark T. Bredow D. W. Bahnemann APL Mater. 2015 3 104001
15. N. Helaili G. Mitran I. Popescu K. Bachari I.-C. Marcu A. Boudjemaa J. Electroanal. Chem. 2015 742 47 53
16. A. Kezzim N. Nasrallah A. Abdi M. Trari Energy Convers. Manage. 2011 52 2800 2806
17. W. Fan M. Li H. Bai D. Xu C. Chen C. Li Y. Ge W. Shi Langmuir 2016 32 1629 1636
18. R. Dom A. S. Chary R. Subasri N. Y. Hebalkar P. H. Borse Int. J. Energy Res. 2015 39 1378 1390
19. M. G. Ahmed T. A. Kandiel A. Y. Ahmed I. Kretschmer F. Rashwan D. Bahnemann J. Phys. Chem. C 2015 119 5864 5871
20. Y. Guo Y. Fu Y. Liu S. Shen RSC Adv. 2014 4 36967 36972
21. K. J. McDonald K.-S. Choi Chem. Mater. 2011 23 4863 4869
22. 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
23. E. S. Kim H. J. Kang G. Magesh J. Y. Kim J.-W. Jang J. S. Lee ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 6 17762 17769
24. N. Helaïli Y. Bessekhouad K. Bachari M. Trari Mater. Chem. Phys. 2014 148 734 743
25. M. I. Díez-García T. Lana-Villarreal R. Gómez ChemSusChem 2016 9 1504 1512
26. A. A. Tahir K. G. U. Wijayantha J. Photochem. Photobiol., A 2010 216 119 125
27. A. G. Hufnagel K. Peters A. Müller C. Scheu D. Fattakhova-Rohlfing T. Bein Adv. Funct. Mater. 2016 26 4435 4443
28. J. H. Kim J. H. Kim J.-W. Jang J. Y. Kim S. H. Choi G. Magesh J. Lee J. S. Lee Adv. Energy Mater. 2015 5 1401933
29. J. H. Kim Y. J. Jang J. H. Kim J.-W. Jang S. H. Choi J. S. Lee Nanoscale 2015 7 19144 19151
30. S. Ida K. Yamada T. Matsunaga H. Hagiwara Y. Matsumoto T. Ishihara J. Am. Chem. Soc. 2010 132 17343 17345
31. D. Carta M. F. Casula A. Falqui D. Loche G. Mountjoy C. Sangregorio A. Corrias J. Phys. Chem. C 2009 113 8606 8615
32. R. G. Kulkarni B. S. Trivedi H. H. Joshi G. J. Baldha J. Magn. Magn. Mater. 1996 159 375 380
33. Y. Tang K. Shih C. Liu C. Liao RSC Adv. 2016 6 28579 28585
34. W. Cheng K. Tang Y. Qi J. Sheng Z. Liu J. Mater. Chem. 2010 20 1799 1805
35. M. D. P. Silva F. C. Silva F. S. M. Sinfrônio A. R. Paschoal E. N. Silva C. W. A. Paschoal J. Alloys Compd. 2014 584 573 580
36. K. Verma A. Kumar D. Varshney Curr. Appl. Phys. 2013 13 467 473
37. B. K. Chatterjee K. Bhattacharjee A. Dey C. K. Ghosh K. K. Chattopadhyay Dalton Trans. 2014 43 7930 7944
38. Z. Wang P. Lazor S. K. Saxena H. S. C. O'Neill Mater. Res. Bull. 2002 37 1589 1602
39. Z. Wang D. Schiferl Y. Zhao H. S. C. O'Neill J. Phys. Chem. Solids 2003 64 2517 2523
40. K. Murugappan D. S. Silvester D. Chaudhary D. W. M. Arrigan ChemElectroChem 2014 1 1211 1218
41. Y. Xu J. Sherwood Y. Qin R. A. Holler Y. Bao Nanoscale 2015 7 12641 12649
42. W. S. Bourée M. S. Prévot X. A. Jeanbourquin N. Guijarro M. Johnson F. L. Formal K. Sivula Adv. Mater. 2016 28 9308 9312
43. M. A. Dar Q. Ahsanulhaq Y. S. Kim J. M. Sohn W. B. Kim H. S. Shin Appl. Surf. Sci. 2009 255 6279 6284
44. R. Zhang P.-G. Yin N. Wang L. Guo Solid State Sci. 2009 11 865 869
45. K. Ishikawa N. Fujima H. Komura J. Appl. Phys. 1985 57 973 975
46. N. S. Chaudhari S. S. Warule S. Muduli B. B. Kale S. Jouen B. Lefez B. Hannoyer S. B. Ogale Dalton Trans. 2011 40 8003 8011
47. W. Zhang B. Quan C. Lee S.-K. Park X. Li E. Choi G. Diao Y. Piao ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 2404 2414
48. B. T. V. Srinivas V. S. Rawat K. Konda B. Sreedhar Adv. Synth. Catal. 2014 356 805 817
49. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy: a reference book of standard spectra for identification and interpretation of XPS data, ed., J. F. Moulder, and, J. Chastain, Perkin-Elmer Corporation, Eden Prairie, Minn, 1992
50. Z. Yan J. Gao Y. Li M. Zhang M. Guo RSC Adv. 2015 5 92778 92787
51. H.-L. Lu S.-J. Ding D. W. Zhang Electrochem. Solid-State Lett. 2010 13 G25 G28
52. T. Yamashita P. Hayes Appl. Surf. Sci. 2008 254 2441 2449
53. J. Liu M. Zeng R. Yu Sci. Rep. 2016 6 25074
54. K. Sivula R. Zboril F. Le Formal R. Robert A. Weidenkaff J. Tucek J. Frydrych M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2010 132 7436 7444
55. J. Frydrych L. Machala J. Tucek K. Siskova J. Filip J. Pechousek K. Safarova M. Vondracek J. H. Seo O. Schneeweiss M. Grätzel K. Sivula R. Zboril J. Mater. Chem. 2012 22 23232 23239
56. Z. Liu K. Wang L. Xiao X. Chen X. Ren J. Lu L. Zhuang RSC Adv. 2014 4 37701 37704
57. T. W. Kim K.-S. Choi Science 2014 343 990 994
58. B. A. Pinaud P. C. K. Vesborg T. F. Jaramillo J. Phys. Chem. C 2012 116 15918 15924
59. L. Vayssieres N. Beermann S.-E. Lindquist A. Hagfeldt Chem. Mater. 2001 13 233 235
60. J. Brillet M. Grätzel K. Sivula Nano Lett. 2010 10 4155 4160
61. O. Zandi T. W. Hamann J. Phys. Chem. Lett. 2014 5 1522 1526
62. X. Zhao J. Feng S. Chen Y. Huang T. C. Sum Z. Chen Phys. Chem. Chem. Phys. 2017 19 1074 1082
63. M. Rioult D. Stanescu E. Fonda A. Barbier H. Magnan J. Phys. Chem. C 2016 120 7482 7490
64. J.-W. Jang D. Friedrich S. Müller M. Lamers H. Hempel S. Lardhi Z. Cao M. Harb L. Cavallo R. Heller R. Eichberger R. van de Krol F. F. Abdi Adv. Energy Mater. 2017 1701536
65. J. K. Cooper S. B. Scott Y. Ling J. Yang S. Hao Y. Li F. M. Toma M. Stutzmann K. V. Lakshmi I. D. Sharp Chem. Mater. 2016 28 5761 5771
66. D. A. Wheeler G. Wang Y. Ling Y. Li J. Z. Zhang Energy Environ. Sci. 2012 5 6682 6702
67. M. Büchler P. Schmuki H. Böhni T. Stenberg T. Mäntylä J. Electrochem. Soc. 1998 145 378 385
68. J.-W. Jang C. Du Y. Ye Y. Lin X. Yao J. Thorne E. Liu G. McMahon J. Zhu A. Javey J. Guo D. Wang Nat. Commun. 2015 6 7447
69. C. Du X. Yang M. T. Mayer H. Hoyt J. Xie G. McMahon G. Bischoping D. Wang Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 12692 12695
70. J. E. Thorne J.-W. Jang E. Y. Liu D. Wang Chem. Sci. 2016 7 3347 3354
71. F. L. Formal N. Guijarro W. S. Bourée A. Gopakumar M. S. Prévot A. Daubry L. Lombardo C. Sornay J. Voit A. Magrez P. J. Dyson K. Sivula Energy Environ. Sci. 2016 9 3448 3455
72. R. D. L. Smith M. S. Prévot R. D. Fagan Z. Zhang P. A. Sedach M. K. J. Siu S. Trudel C. P. Berlinguette Science 2013 340 60 63
73. M. A. Butler J. Appl. Phys. 1977 48 1914 1920
74. J. O. 'M. Bockris and S. U. M. Khan, in Surface Electrochemistry. A Molecular Level Approach, Springer, 1993
75. H. Dotan K. Sivula M. Grätzel A. Rothschild S. C. Warren Energy Environ. Sci. 2011 4 958 964
76. D. Ravinder J. Alloys Compd. 1999 291 208 214
77. T. Bak M. K. Nowotny L. R. Sheppard J. Nowotny J. Phys. Chem. C 2008 112 12981 12987
78. F. F. Abdi T. J. Savenije M. M. May B. Dam R. van de Krol J. Phys. Chem. Lett. 2013 4 2752 2757
79. 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 11396
80. S. S. Shinde R. A. Bansode C. H. Bhosale K. Y. Rajpure J. Semicond. 2011 32 013001
81. U. Bjoerksten J. Moser M. Graetzel Chem. Mater. 1994 6 858 863
82. F. E. Osterloh Chem. Soc. Rev. 2013 42 2294 2320
83. J. Y. Kim G. Magesh D. H. Youn J.-W. Jang J. Kubota K. Domen J. S. Lee Sci. Rep. 2013 3 2681
84. Y. Matsumoto J. Solid State Chem. 1996 126 227 234
85. J. W. Moir E. V. Sackville U. Hintermair G. A. Ozin J. Phys. Chem. C 2016 120 12999 13012
86. X. Yang C. Du R. Liu J. Xie D. Wang J. Catal. 2013 304 86 91
87. C. Du M. Zhang J.-W. Jang Y. Liu G.-Y. Liu D. Wang J. Phys. Chem. C 2014 118 17054 17059
88. I. Katsounaros W. B. Schneider J. C. Meier U. Benedikt P. U. Biedermann A. A. Auer K. J. J. Mayrhofer Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 7384 7391
89. A. J. Bard A. B. Bocarsly F. R. F. Fan E. G. Walton M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1980 102 3671 3677
90. Z. Chen, H. N. Dinh and E. Miller, in Photoelectrochemical water splitting. Standards, experimental, methods, and protocols, Springer, 2013
91. B. Klahr S. Gimenez F. Fabregat-Santiago J. Bisquert T. W. Hamann Energy Environ. Sci. 2012 5 7626 7636
92. F. Le Formal E. Pastor S. D. Tilley C. A. Mesa S. R. Pendlebury M. Grätzel J. R. Durrant J. Am. Chem. Soc. 2015 137 6629 6637
93. Y. Ling G. Wang D. A. Wheeler J. Z. Zhang Y. Li Nano Lett. 2011 11 2119 2125
94. T.-Y. Yang H.-Y. Kang U. Sim Y.-J. Lee J.-H. Lee B. Koo K. T. Nam Y.-C. Joo Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 2117 2124
95. F. Lin S. W. Boettcher Nat. Mater. 2014 13 81 86