Skip to main content

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Catalytic Oxygen Evolution by Cobalt Oxido Thin Films

verfasst von : D. Kwabena Bediako, Andrew M. Ullman, Daniel G. Nocera

Erschienen in: Solar Energy for Fuels

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The contemporary demand to generate fuels from solar energy has stimulated intense effort to develop water splitting catalysts that can be coupled to light-absorbing materials. Cobalt oxido catalyst (Co-OECs) films deposited from buffered CoII solutions have emerged as arguably the most studied class of heterogeneous oxygen evolution catalysts. The interest in these materials stems from their formation by self-assembly, their self-healing properties, and their promising catalytic activity under a variety of conditions. The structure and function of these catalysts are reviewed here together with studies of molecular Co-O cluster compounds, which have proven invaluable in elucidating the chemistry of the Co-OECs.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Yang Z, Zhang J, Kintner-Meyer MCW et al (2011) Chem Rev 111:3577–3613CrossRef Yang Z, Zhang J, Kintner-Meyer MCW et al (2011) Chem Rev 111:3577–3613CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Cook TR, Dogutan DK, Reece SY, Surendranath Y, Teets TS, Nocera DG (2010) Chem Rev 110:6474CrossRef Cook TR, Dogutan DK, Reece SY, Surendranath Y, Teets TS, Nocera DG (2010) Chem Rev 110:6474CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Grimes CA, Varghese OK, Ranjan S (2008) Light, water, hydrogen: the solar generation of hydrogen by water photoelectrolysis. Springer, New York Grimes CA, Varghese OK, Ranjan S (2008) Light, water, hydrogen: the solar generation of hydrogen by water photoelectrolysis. Springer, New York
7.
Zurück zum Zitat Pijpers JJH, Winkler MT, Surendranath Y, Buonassisi T, Nocera DG (2011) Proc Natl Acad Sci USA 108:10056CrossRef Pijpers JJH, Winkler MT, Surendranath Y, Buonassisi T, Nocera DG (2011) Proc Natl Acad Sci USA 108:10056CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Reece SY, Hamel JA, Sung K, Jarvi TD, Esswein AJ, Pijpers JJH, Nocera DG (2011) Science 334:645CrossRef Reece SY, Hamel JA, Sung K, Jarvi TD, Esswein AJ, Pijpers JJH, Nocera DG (2011) Science 334:645CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Torella JP, Gagliardi CJ, Chen JS, Bediako DK, Colón B, Way JC, Silver PA, Nocera DG (2015) Proc Natl Acad Sci USA 112:2337CrossRef Torella JP, Gagliardi CJ, Chen JS, Bediako DK, Colón B, Way JC, Silver PA, Nocera DG (2015) Proc Natl Acad Sci USA 112:2337CrossRef
12.
13.
14.
Zurück zum Zitat Dincă M, Surendranath Y, Nocera DG (2010) Proc Natl Acad Sci USA 107:10337CrossRef Dincă M, Surendranath Y, Nocera DG (2010) Proc Natl Acad Sci USA 107:10337CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Bediako DK, Lassalle-Kaiser B, Surendranath Y, Yano J, Yachandra VK, Nocera DG (2012) J Am Chem Soc 134:6801CrossRef Bediako DK, Lassalle-Kaiser B, Surendranath Y, Yano J, Yachandra VK, Nocera DG (2012) J Am Chem Soc 134:6801CrossRef
16.
17.
Zurück zum Zitat Gerken JB, Chen JYC, Massé RC, Powell AB, Stahl SS (2012) Angew Chem Int Ed 51:6676CrossRef Gerken JB, Chen JYC, Massé RC, Powell AB, Stahl SS (2012) Angew Chem Int Ed 51:6676CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Gerken JB, Shaner SE, Massé RC, Porubsky NJ, Stahl SS (2014) Energy Environ Sci 7:2376CrossRef Gerken JB, Shaner SE, Massé RC, Porubsky NJ, Stahl SS (2014) Energy Environ Sci 7:2376CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Suntivich J, Gasteiger HA, Yabuuchi N, Nakanishi H, Goodenough HB, Shao-Horn Y (2011) Nat Chem 3:546CrossRef Suntivich J, Gasteiger HA, Yabuuchi N, Nakanishi H, Goodenough HB, Shao-Horn Y (2011) Nat Chem 3:546CrossRef
20.
21.
Zurück zum Zitat Suntivich J, Gasteiger HA, Yabuuchi N, Nakanishi H, Goodenough HB, Shao-Horn Y (2011) Science 334:1383CrossRef Suntivich J, Gasteiger HA, Yabuuchi N, Nakanishi H, Goodenough HB, Shao-Horn Y (2011) Science 334:1383CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Trotochaud L, Ranney JK, Williams KN, Boettcher SW (2012) J Am Chem Soc 134:17253CrossRef Trotochaud L, Ranney JK, Williams KN, Boettcher SW (2012) J Am Chem Soc 134:17253CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Subbaraman R, Tripkovic D, Chang K-C, Strmcnik D, Paulikas AP, Hirunsit P, Chan M, Greeley J, Stamenkovic V, Markovic NM (2012) Nature Mat 11:550CrossRef Subbaraman R, Tripkovic D, Chang K-C, Strmcnik D, Paulikas AP, Hirunsit P, Chan M, Greeley J, Stamenkovic V, Markovic NM (2012) Nature Mat 11:550CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Smith RDL, Prévot MS, Fagan RD, Zhang Z, Sedach PA, Siu MKJ, Trudel S, Berlinguette CP (2013) Science 340:60CrossRef Smith RDL, Prévot MS, Fagan RD, Zhang Z, Sedach PA, Siu MKJ, Trudel S, Berlinguette CP (2013) Science 340:60CrossRef
26.
Zurück zum Zitat McCrory CCL, Jung S, Peters JC, Jaramillo TF (2013) J Am Chem Soc 135:16977CrossRef McCrory CCL, Jung S, Peters JC, Jaramillo TF (2013) J Am Chem Soc 135:16977CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Lu Z, Wang H, Kong D, Yan K, Hsu P-C, Zheng G, Yao H, Liang Z, Sun X, Cui Y (2014) Nature Commun 5:4345 Lu Z, Wang H, Kong D, Yan K, Hsu P-C, Zheng G, Yao H, Liang Z, Sun X, Cui Y (2014) Nature Commun 5:4345
28.
Zurück zum Zitat Trotochaud L, Young SL, Ranney JK, Boettcher SW (2014) J Am Chem Soc 136:6744CrossRef Trotochaud L, Young SL, Ranney JK, Boettcher SW (2014) J Am Chem Soc 136:6744CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Hunter BM, Blakemore JD, Deimund M, Gray HB, Winkler JR, Müller AM (2014) J Am Chem Soc 136:13118CrossRef Hunter BM, Blakemore JD, Deimund M, Gray HB, Winkler JR, Müller AM (2014) J Am Chem Soc 136:13118CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Li C, Han X, Cheng F, Hu Y, Chen C, Chen J (2015) Nature Commun 6:7365CrossRef Li C, Han X, Cheng F, Hu Y, Chen C, Chen J (2015) Nature Commun 6:7365CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Friebel D, Louie MW, Bajdich M, Sanwald KE, Cai Y, Wise AM, Cheng M-J, Sokaras D, Weng T-C, Alonso-Mori R, Davis RC, Barger JR, Nørskov JK, Nilsson A, Bell AT (2015) J Am Chem Soc 137:1305CrossRef Friebel D, Louie MW, Bajdich M, Sanwald KE, Cai Y, Wise AM, Cheng M-J, Sokaras D, Weng T-C, Alonso-Mori R, Davis RC, Barger JR, Nørskov JK, Nilsson A, Bell AT (2015) J Am Chem Soc 137:1305CrossRef
34.
36.
37.
38.
Zurück zum Zitat Suzuki O, Takahashi M, Fukunaga T, Kuboyama J (1968) US Pat 3 399 966 Suzuki O, Takahashi M, Fukunaga T, Kuboyama J (1968) US Pat 3 399 966
39.
Zurück zum Zitat Shafirovich VY, Strelets VV (1978) Nouv J Chim 2:199 Shafirovich VY, Strelets VV (1978) Nouv J Chim 2:199
40.
Zurück zum Zitat Esswein AJ, Surendranath Y, Reece SY, Nocera DG (2011) Energy Environ Sci 4:499CrossRef Esswein AJ, Surendranath Y, Reece SY, Nocera DG (2011) Energy Environ Sci 4:499CrossRef
43.
Zurück zum Zitat Risch M, Khare V, Zaharieva I, Gerencser L, Chernev P, Dau H (2009) J Am Chem Soc 131:6936CrossRef Risch M, Khare V, Zaharieva I, Gerencser L, Chernev P, Dau H (2009) J Am Chem Soc 131:6936CrossRef
44.
Zurück zum Zitat Kanan MW, Yano J, Surendranath Y, Dincă M, Yachandra VK, Nocera DG (2010) J Am Chem Soc 132:13692CrossRef Kanan MW, Yano J, Surendranath Y, Dincă M, Yachandra VK, Nocera DG (2010) J Am Chem Soc 132:13692CrossRef
45.
Zurück zum Zitat Risch M, Klingan K, Ringleb F, Chernev P, Zaharieva I, Fischer A, Dau H (2012) ChemSusChem 5:542CrossRef Risch M, Klingan K, Ringleb F, Chernev P, Zaharieva I, Fischer A, Dau H (2012) ChemSusChem 5:542CrossRef
46.
Zurück zum Zitat Egami T, Billinge SJL (2003) Underneath the Bragg-peaks: structural analysis of complex materials. Plenum, Oxford Egami T, Billinge SJL (2003) Underneath the Bragg-peaks: structural analysis of complex materials. Plenum, Oxford
48.
Zurück zum Zitat Du P, Kokhan O, Chapman KW, Chupas PJ, Tiede DM (2012) J Am Chem Soc 134:11096CrossRef Du P, Kokhan O, Chapman KW, Chupas PJ, Tiede DM (2012) J Am Chem Soc 134:11096CrossRef
49.
Zurück zum Zitat Farrow CL, Bediako DK, Surendranath Y, Nocera DG, Billinge SJL (2013) J Am Chem Soc 135:6403CrossRef Farrow CL, Bediako DK, Surendranath Y, Nocera DG, Billinge SJL (2013) J Am Chem Soc 135:6403CrossRef
50.
Zurück zum Zitat Bianconi A (1988) In: Koningsberger DC, Prins R (eds) X-Ray absorption: principles, applications, techniques of EXAFS, SEXAFS and XANES. Wiley, New York, pp 573–662 Bianconi A (1988) In: Koningsberger DC, Prins R (eds) X-Ray absorption: principles, applications, techniques of EXAFS, SEXAFS and XANES. Wiley, New York, pp 573–662
51.
Zurück zum Zitat Brunschwig BS, Chou MH, Creutz C, Ghosh P, Sutin N (1983) J Am Chem Soc 105:4832CrossRef Brunschwig BS, Chou MH, Creutz C, Ghosh P, Sutin N (1983) J Am Chem Soc 105:4832CrossRef
53.
Zurück zum Zitat Surendranath Y, Lutterman DA, Liu Y, Nocera DG (2012) J Am Chem Soc 134:6326CrossRef Surendranath Y, Lutterman DA, Liu Y, Nocera DG (2012) J Am Chem Soc 134:6326CrossRef
54.
Zurück zum Zitat Chivot J, Mendoza L, Mansour C, Pauporte T, Cassir M (2008) Corrosion Sci 50:62CrossRef Chivot J, Mendoza L, Mansour C, Pauporte T, Cassir M (2008) Corrosion Sci 50:62CrossRef
55.
Zurück zum Zitat Strobel P, Muguerra H, Hebert S, Pachoud E, Colin C, Julien M (2009) J Sol State Chem 182:1872CrossRef Strobel P, Muguerra H, Hebert S, Pachoud E, Colin C, Julien M (2009) J Sol State Chem 182:1872CrossRef
56.
Zurück zum Zitat McAlpin JG, Surendranath Y, Dincă M, Stich TA, Stoian SA, Casey WH, Nocera DG, Britt RD (2010) J Am Chem Soc 132:6882CrossRef McAlpin JG, Surendranath Y, Dincă M, Stich TA, Stoian SA, Casey WH, Nocera DG, Britt RD (2010) J Am Chem Soc 132:6882CrossRef
57.
Zurück zum Zitat Gerken JB, McAlpin JG, Chen JYC, Rigsby ML, Casey WH, Britt RD, Stahl SS (2011) J Am Chem Soc 133:14431CrossRef Gerken JB, McAlpin JG, Chen JYC, Rigsby ML, Casey WH, Britt RD, Stahl SS (2011) J Am Chem Soc 133:14431CrossRef
58.
Zurück zum Zitat McAlpin JG, Stich TA, Ohlin CA, Surendranath Y, Nocera DG, Casey WH, Britt RD (2011) J Am Chem Soc 133:15444CrossRef McAlpin JG, Stich TA, Ohlin CA, Surendranath Y, Nocera DG, Casey WH, Britt RD (2011) J Am Chem Soc 133:15444CrossRef
59.
60.
Zurück zum Zitat Gileadi E (1993) Electrode kinetics for chemists, chemical engineers, and materials scientists. Wiley-VCH, New York, pp 127–184 Gileadi E (1993) Electrode kinetics for chemists, chemical engineers, and materials scientists. Wiley-VCH, New York, pp 127–184
61.
Zurück zum Zitat Lyons MEG, Brandon MP (2008) Int J Electrochem Sci 3:1425 Lyons MEG, Brandon MP (2008) Int J Electrochem Sci 3:1425
63.
64.
Zurück zum Zitat Trasatti S (1994) In: Ross PN, Lipkowski J (eds) Electrochemistry of novel materials. VCH, New York, Chap 5 Trasatti S (1994) In: Ross PN, Lipkowski J (eds) Electrochemistry of novel materials. VCH, New York, Chap 5
65.
67.
Zurück zum Zitat Bediako DK, Costentin C, Jones EC, Nocera DG, Savéant J-M (2013) J Am Chem Soc 135:10492CrossRef Bediako DK, Costentin C, Jones EC, Nocera DG, Savéant J-M (2013) J Am Chem Soc 135:10492CrossRef
74.
78.
Zurück zum Zitat Chidsey CED, Feldman BJ, Lundgren C, Murray RW (1986) Anal Chem 58:601CrossRef Chidsey CED, Feldman BJ, Lundgren C, Murray RW (1986) Anal Chem 58:601CrossRef
79.
80.
Zurück zum Zitat Jurss JW, Concepcion JC, Norris MR, Templeton JL, Meyer TJ (2010) Inorg Chem 49:3980CrossRef Jurss JW, Concepcion JC, Norris MR, Templeton JL, Meyer TJ (2010) Inorg Chem 49:3980CrossRef
81.
Zurück zum Zitat Chen Z, Concepcion JJ, Hull JF, Hoertz PG, Meyer TJ (2010) Dalton Trans 39:6950CrossRef Chen Z, Concepcion JJ, Hull JF, Hoertz PG, Meyer TJ (2010) Dalton Trans 39:6950CrossRef
82.
Zurück zum Zitat May KJ, Carlton CE, Stoerzinger KA, Risch M, Suntivich J, Lee Y-L, Grimaud A, Shao-Horn Y (2012) J Phys Chem Lett 49:3980 May KJ, Carlton CE, Stoerzinger KA, Risch M, Suntivich J, Lee Y-L, Grimaud A, Shao-Horn Y (2012) J Phys Chem Lett 49:3980
83.
Zurück zum Zitat González-Flores D, Sánchez I, Zaharieva I, Klingan K, Heidkamp J, Chernev P, Menezes PW, Driess M, Dau H, Montero ML (2015) Angew Chem Int Ed 54:2472CrossRef González-Flores D, Sánchez I, Zaharieva I, Klingan K, Heidkamp J, Chernev P, Menezes PW, Driess M, Dau H, Montero ML (2015) Angew Chem Int Ed 54:2472CrossRef
85.
Zurück zum Zitat Bard AJ, Faulkner LR (2001) Electrochemical methods: fundamentals and applications. Wiley, New York, Chap 5 Bard AJ, Faulkner LR (2001) Electrochemical methods: fundamentals and applications. Wiley, New York, Chap 5
87.
Zurück zum Zitat Kempa TJ, Bediako DK, Jones EC, Lieber CM, Nocera DG (2015) J Am Chem Soc 137:3739CrossRef Kempa TJ, Bediako DK, Jones EC, Lieber CM, Nocera DG (2015) J Am Chem Soc 137:3739CrossRef
88.
Zurück zum Zitat Kempa TJ, Bediako DK, Kim SK, Park HG, Nocera DG (2015) Proc Natl Acad Sci USA 112:5309CrossRef Kempa TJ, Bediako DK, Kim SK, Park HG, Nocera DG (2015) Proc Natl Acad Sci USA 112:5309CrossRef
89.
Zurück zum Zitat Lutterman DA, Surendranath Y, Nocera DG (2009) J Am Chem Soc 131:3838CrossRef Lutterman DA, Surendranath Y, Nocera DG (2009) J Am Chem Soc 131:3838CrossRef
90.
92.
93.
Zurück zum Zitat Hong D, Jung J, Park J, Yamada Y, Suenobu T, Lee Y-M, Nam W, Fukuzumi S (2012) Energy Environ Sci 5:7606CrossRef Hong D, Jung J, Park J, Yamada Y, Suenobu T, Lee Y-M, Nam W, Fukuzumi S (2012) Energy Environ Sci 5:7606CrossRef
96.
97.
Zurück zum Zitat Dimitrou K, Folting K, Streib WE, Christou G (1993) J Am Chem Soc 115:6432CrossRef Dimitrou K, Folting K, Streib WE, Christou G (1993) J Am Chem Soc 115:6432CrossRef
98.
Zurück zum Zitat Dimitrou K, Brown AD, Folting K, Christou G (1999) Inorg Chem 38:1834CrossRef Dimitrou K, Brown AD, Folting K, Christou G (1999) Inorg Chem 38:1834CrossRef
99.
100.
101.
Zurück zum Zitat McCool NS, Robinson DM, Sheats JE, Dismukes GC (2011) J Am Chem Soc 133:11446CrossRef McCool NS, Robinson DM, Sheats JE, Dismukes GC (2011) J Am Chem Soc 133:11446CrossRef
102.
103.
Zurück zum Zitat Zhang B, Li F, Yu F, Wang X, Zhou X, Li H, Jiang Y, Sun L (2014) ACS Catal 4:804CrossRef Zhang B, Li F, Yu F, Wang X, Zhou X, Li H, Jiang Y, Sun L (2014) ACS Catal 4:804CrossRef
104.
Zurück zum Zitat Ullman AM, Liu Y, Huynh M, Bediako DK, Wang H, Anderson BL, Powers DC, Breen JJ, Abruña HD, Nocera DG (2014) J Am Chem Soc 136:17681CrossRef Ullman AM, Liu Y, Huynh M, Bediako DK, Wang H, Anderson BL, Powers DC, Breen JJ, Abruña HD, Nocera DG (2014) J Am Chem Soc 136:17681CrossRef
105.
Zurück zum Zitat Symes MD, Surendranath Y, Lutterman DA, Nocera DG (2011) J Am Chem Soc 133:5174CrossRef Symes MD, Surendranath Y, Lutterman DA, Nocera DG (2011) J Am Chem Soc 133:5174CrossRef
107.
109.
111.
Metadaten
Titel
Catalytic Oxygen Evolution by Cobalt Oxido Thin Films
verfasst von
D. Kwabena Bediako
Andrew M. Ullman
Daniel G. Nocera
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/128_2015_649

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.