An Artificial Leaf: a photo-electro-catalytic cell from earth-abundant materials for sustainable solar production of CO2-based chemicals and fuels

Informations projet

A-LEAF

N° de convention de subvention: 732840

DOI

10.3030/732840

Projet clôturé

Date de signature de la CE 25 Octobre 2016

Date de début 1 Janvier 2017

Date de fin 30 Juin 2021

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)

Coût total

€ 7 980 861,25

Contribution de l’UE

€ 7 980 861,25

Coordonné par

FUNDACIO PRIVADA INSTITUT CATALA D'INVESTIGACIO QUIMICA
Spain

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Livrables

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Documents, reports (4)

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RP3: Final report

RP3 Final report

RP1
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Publications

Peer reviewed articles (37)

Atomic‐Scale Studies of Fe 3 O 4 (001) and TiO 2 (110) Surfaces Following Immersion in CO 2 ‐Acidified Water

Auteurs: Francesca Mirabella, Jan Balajka, Jiri Pavelec, Markus Göbel, Florian Kraushofer, Michael Schmid, Gareth S. Parkinson, Ulrike Diebold
Publié dans: ChemPhysChem, Numéro 21/16, 2020, Page(s) 1788-1796, ISSN 1439-4235
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/cphc.202000471

Volcano Trend in Electrocatalytic CO 2 Reduction Activity over Atomically Dispersed Metal Sites on Nitrogen-Doped Carbon

Auteurs: Jingkun Li, Paulina Pršlja, Tatsuya Shinagawa, Antonio José Martín Fernández, Frank Krumeich, Kateryna Artyushkova, Plamen Atanassov, Andrea Zitolo, Yecheng Zhou, Rodrigo García-Muelas, Núria López, Javier Pérez-Ramírez, Frédéric Jaouen
Publié dans: ACS Catalysis, Numéro 9/11, 2019, Page(s) 10426-10439, ISSN 2155-5435
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acscatal.9b02594

Non-redox doping boosts oxygen evolution electrocatalysis on hematite

Auteurs: Huu Chuong Nguyën, Felipe Andrés Garcés-Pineda, Mabel de Fez-Febré, José Ramón Galán-Mascarós, Núria López
Publié dans: Chemical Science, Numéro 11/9, 2020, Page(s) 2464-2471, ISSN 2041-6520
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/c9sc05669f

Spectroelectrochemical study of water oxidation on nickel and iron oxyhydroxide electrocatalysts

Auteurs: Laia Francàs, Sacha Corby, Shababa Selim, Dongho Lee, Camilo A. Mesa, Robert Godin, Ernest Pastor, Ifan E. L. Stephens, Kyoung-Shin Choi, James R. Durrant
Publié dans: Nature Communications, Numéro 10/1, 2019, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-019-13061-0

Versatile Nature of Oxygen Vacancies in Bismuth Vanadate Bulk and (001) Surface

Auteurs: Franziska Simone Hegner, Daniel Forrer, José Ramón Galán-Mascarós, Núria López, Annabella Selloni
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry Letters, Numéro 10/21, 2019, Page(s) 6672-6678, ISSN 1948-7185
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b02552

Water oxidation kinetics of nanoporous BiVO 4 photoanodes functionalised with nickel/iron oxyhydroxide electrocatalysts

Auteurs: Laia Francàs, Shababa Selim, Sacha Corby, Dongho Lee, Camilo A. Mesa, Ernest Pastor, Kyoung-Shin Choi, James R. Durrant
Publié dans: Chemical Science, Numéro 12/21, 2021, Page(s) 7442-7452, ISSN 2041-6520
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0sc06429g

Sputtered Nickel Oxide Thin Films on n-Si(100)/SiO 2 Surfaces for Photo-Electrochemical Oxygen Evolution Reaction (OER): Impact of Deposition Temperature on OER Performance and on Composition before and after OER

Auteurs: M. Fingerle, S. Tengeler, W. Calvet, W. Jaegermann, T. Mayer
Publié dans: Journal of The Electrochemical Society, Numéro 167/13, 2020, Page(s) 136514, ISSN 1945-7111
Éditeur: The Electrochemical Society
DOI: 10.1149/1945-7111/abbcdf

Cobalt Amide Imidate Imidazolate Frameworks as Highly Active Oxygen Evolution Model Materials

Auteurs: Alberto Bucci, Suvendu Sekhar Mondal, Vlad Martin-Diaconescu, Alexandr Shafir, Julio Lloret-Fillol
Publié dans: ACS Applied Energy Materials, Numéro 2/12, 2019, Page(s) 8930-8938, ISSN 2574-0962
Éditeur: ACS publications
DOI: 10.1021/acsaem.9b01977

Impact of the Synthesis Route on the Water Oxidation Kinetics of Hematite Photoanodes

Auteurs: Camilo A. Mesa, Ludmilla Steier, Benjamin Moss, Laia Francàs, James E. Thorne, Michael Grätzel, James R. Durrant
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry Letters, Numéro 11/17, 2020, Page(s) 7285-7290, ISSN 1948-7185
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c02004

The effect of nanoparticulate PdO co-catalysts on the faradaic and light conversion efficiency of WO 3 photoanodes for water oxidation

Auteurs: Anna A. Wilson, Sacha Corby, Laia Francàs, James R. Durrant, Andreas Kafizas
Publié dans: Physical Chemistry Chemical Physics, Numéro 23/2, 2021, Page(s) 1285-1291, ISSN 1463-9076
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0cp06124g

Push‐Pull Electronic Effects in Surface‐Active Sites Enhance Electrocatalytic Oxygen Evolution on Transition Metal Oxides

Auteurs: Felipe Andrés Garcés‐Pineda, Huu Chuong Nguyën, Marta Blasco‐Ahicart, Miguel García‐Tecedor, Mabel Fez Febré, Peng‐Yi Tang, Jordi Arbiol, Sixto Giménez, José Ramón Galán‐Mascarós, Núria López
Publié dans: ChemSusChem, Numéro 14/6, 2021, Page(s) 1595-1601, ISSN 1864-5631
Éditeur: Wiley - V C H Verlag GmbbH & Co.
DOI: 10.1002/cssc.202002782

Adsorption processes on a Pd monolayer-modified Pt(111) electrode

Auteurs: Xiaoting Chen, Laura P. Granda-Marulanda, Ian T. McCrum, Marc T. M. Koper
Publié dans: Chemical Science, Numéro 11/6, 2020, Page(s) 1703-1713, ISSN 2041-6520
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/c9sc05307g

Emergence of Potential-Controlled Cu-Nanocuboids and Graphene-Covered Cu-Nanocuboids under Operando CO 2 Electroreduction

Auteurs: Thanh Hai Phan, Karla Banjac, Fernando P. Cometto, Federico Dattila, Rodrigo García-Muelas, Stefan J. Raaijman, Chunmiao Ye, Marc T. M. Koper, Núria López, Magalí Lingenfelder
Publié dans: Nano Letters, Numéro 21/5, 2021, Page(s) 2059-2065, ISSN 1530-6984
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04703

Efficient Oxygen Evolution Electrocatalyst by Incorporation of Nickel into Nanoscale Dicobalt Boride

Auteurs: Jona Schuch, Sebastian Klemenz, Patrick Schuldt, Anne‐Marie Zieschang, Stephanie Dolique, Paula Connor, Bernhard Kaiser, Ulrike I. Kramm, Barbara Albert, Wolfram Jaegermann
Publié dans: ChemCatChem, Numéro 13/7, 2021, Page(s) 1772-1780, ISSN 1867-3880
Éditeur: Wiley - VCH Verlag GmbH & CO. KGaA
DOI: 10.1002/cctc.202002030

An integrated photoanode based on non-critical raw materials for robust solar water splitting

Auteurs: Drialys Cardenas-Morcoso, Miguel García-Tecedor, Tsvetelina Merdzhanova, Vladimir Smirnov, Friedhelm Finger, Bernhard Kaiser, Wolfram Jaegermann, Sixto Gimenez
Publié dans: Materials Advances, Numéro 1/5, 2020, Page(s) 1202-1211, ISSN 2633-5409
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0ma00355g

Influence of Van der Waals Interactions on the Solvation Energies of Adsorbates at Pt‐Based Electrocatalysts

Auteurs: Laura P. Granda‐Marulanda, Santiago Builes, Marc T. M. Koper, Federico Calle‐Vallejo
Publié dans: ChemPhysChem, Numéro 20/22, 2019, Page(s) 2968-2972, ISSN 1439-4235
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/cphc.201900512

Self-limited growth of an oxyhydroxide phase at the Fe 3 O 4 (001) surface in liquid and ambient pressure water

Auteurs: Florian Kraushofer, Francesca Mirabella, Jian Xu, Jiří Pavelec, Jan Balajka, Matthias Müllner, Nikolaus Resch, Zdeněk Jakub, Jan Hulva, Matthias Meier, Michael Schmid, Ulrike Diebold, Gareth S. Parkinson
Publié dans: The Journal of Chemical Physics, Numéro 151/15, 2019, Page(s) 154702, ISSN 0021-9606
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/1.5116652

Determining the role of oxygen vacancies in the photoelectrocatalytic performance of WO 3 for water oxidation

Auteurs: Sacha Corby, Laia Francàs, Andreas Kafizas, James R. Durrant
Publié dans: Chemical Science, Numéro 11/11, 2020, Page(s) 2907-2914, ISSN 2041-6520
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/c9sc06325k

Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide to 1‐Butanol on Oxide‐Derived Copper

Auteurs: Louisa Rui Lin Ting, Rodrigo García‐Muelas, Antonio J. Martín, Florentine L. P. Veenstra, Stuart Tze‐Jin Chen, Yujie Peng, Edwin Yu Xuan Per, Sergio Pablo‐García, Núria López, Javier Pérez‐Ramírez, Boon Siang Yeo
Publié dans: Angewandte Chemie, Numéro 132/47, 2020, Page(s) 21258-21265, ISSN 0044-8249
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/ange.202008289

Sulfur-Modified Copper Catalysts for the Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide to Formate

Auteurs: Tatsuya Shinagawa, Gastón O. Larrazábal, Antonio J. Martín, Frank Krumeich, Javier Pérez-Ramírez
Publié dans: ACS Catalysis, Numéro 8/2, 2018, Page(s) 837-844, ISSN 2155-5435
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acscatal.7b03161

Water Interaction with Sputter-Deposited Nickel Oxide on n-Si Photoanode: Cryo Photoelectron Spectroscopy on Adsorbed Water in the Frozen Electrolyte Approach

Auteurs: Mathias Fingerle, Sven Tengeler, Wolfram Calvet, Thomas Mayer, Wolfram Jaegermann
Publié dans: Journal of The Electrochemical Society, Numéro 165/4, 2018, Page(s) H3148-H3153, ISSN 0013-4651
Éditeur: Electrochemical Society, Inc.
DOI: 10.1149/2.0191804jes

The Impact of Different Si Surface Terminations in the (001) n-Si/NiOx Heterojunction on the Oxygen Evolution Reaction (OER) by XPS and Electrochemical Methods

Auteurs: Sven Tengeler, Mathias Fingerle, Wolfram Calvet, Céline Steinert, Bernhard Kaiser, Thomas Mayer, Wolfram Jaegermann
Publié dans: Journal of The Electrochemical Society, Numéro 165/4, 2018, Page(s) H3122-H3130, ISSN 0013-4651
Éditeur: Electrochemical Society, Inc.
DOI: 10.1149/2.0151804jes

Effect of Saturating the Electrolyte with Oxygen on the Activity for the Oxygen Evolution Reaction

Auteurs: Amanda C. Garcia, Marc T. M. Koper
Publié dans: ACS Catalysis, Numéro 8/10, 2018, Page(s) 9359-9363, ISSN 2155-5435
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acscatal.8b01447

Nitride‐Derived Copper Modified with Indium as a Selective and Highly Stable Catalyst for the Electroreduction of Carbon Dioxide

Auteurs: Florentine LP Veenstra, Antonio J Martín, Javier Pérez-Ramírez
Publié dans: ChemSusChem, 2019, ISSN 1864-5631
Éditeur: Wiley - V C H Verlag GmbbH & Co.
DOI: 10.1002/cssc.201901309

Origin of the Selective Electroreduction of Carbon Dioxide to Formate by Chalcogen Modified Copper

Auteurs: Rodrigo García-Muelas, Federico Dattila, Tatsuya Shinagawa, Antonio J. Martín, Javier Pérez-Ramírez, Núria López
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry Letters, Numéro 9/24, 2018, Page(s) 7153-7159, ISSN 1948-7185
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b03212

Unraveling Charge Transfer in CoFe Prussian Blue Modified BiVO 4 Photoanodes

Auteurs: Benjamin Moss, Franziska Simone Hegner, Sacha Corby, Shababa Selim, Laia Francàs, Núria López, Sixto Giménez, José-Ramón Galán-Mascarós, James Robert Durrant
Publié dans: ACS Energy Letters, Numéro 4/1, 2018, Page(s) 337-342, ISSN 2380-8195
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02225

Microfabricated electrodes unravel the role of interfaces in multicomponent copper-based CO2 reduction catalysts

Auteurs: Gastón O. Larrazábal, Tatsuya Shinagawa, Antonio J. Martín, Javier Pérez-Ramírez
Publié dans: Nature Communications, Numéro 9/1, 2018, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-018-03980-9

The Impact of Different Si Surface Terminations in the (100) p-Si | n + -Si | Cu Junction with Respect to the Photo Electrochemical Performance

Auteurs: Céline Steinert, Sven Tengeler, Bernhard Kaiser, Wolfram Jaegermann
Publié dans: Journal of The Electrochemical Society, Numéro 166/5, 2019, Page(s) H3208-H3214, ISSN 0013-4651
Éditeur: Electrochemical Society, Inc.
DOI: 10.1149/2.0291905jes

Oxygen Isotope Labeling Experiments Reveal Different Reaction Sites for the Oxygen Evolution Reaction on Nickel and Nickel Iron Oxides

Auteurs: Seunghwa Lee, Karla Banjac, Magalí Lingenfelder, Xile Hu
Publié dans: Angewandte Chemie International Edition, Numéro 58/30, 2019, Page(s) 10295-10299, ISSN 1433-7851
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/anie.201903200

Building Blocks for High Performance in Electrocatalytic CO 2 Reduction: Materials, Optimization Strategies, and Device Engineering

Auteurs: Gastón O. Larrazábal, Antonio J. Martín, Javier Pérez-Ramírez
Publié dans: The Journal of Physical Chemistry Letters, Numéro 8/16, 2017, Page(s) 3933-3944, ISSN 1948-7185
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.jpclett.7b01380

The role of oxygen vacancies in water splitting photoanodes

Auteurs: Roser Fernández-Climent, Sixto Giménez, Miguel García-Tecedor
Publié dans: Sustainable Energy & Fuels, Numéro 4/12, 2020, Page(s) 5916-5926, ISSN 2398-4902
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0se01305f

A Semiempirical Method to Detect and Correct DFT-Based Gas-Phase Errors and Its Application in Electrocatalysis

Auteurs: Laura P. Granda-Marulanda, Alejandra Rendón-Calle, Santiago Builes, Francesc Illas, Marc T. M. Koper, Federico Calle-Vallejo
Publié dans: ACS Catalysis, Numéro 10/12, 2020, Page(s) 6900-6907, ISSN 2155-5435
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acscatal.0c01075

Heading to Distributed Electrocatalytic Conversion of Small Abundant Molecules into Fuels, Chemicals, and Fertilizers

Auteurs: Antonio José Martín, Javier Pérez-Ramírez
Publié dans: Joule, Numéro 3/11, 2019, Page(s) 2602-2621, ISSN 2542-4351
Éditeur: Elsevier
DOI: 10.1016/j.joule.2019.09.007

Laser-Microstructured Copper Reveals Selectivity Patterns in the Electrocatalytic Reduction of CO2

Auteurs: Florentine L.P. Veenstra, Norbert Ackerl, Antonio J. Martín, Javier Pérez-Ramírez
Publié dans: Chem, Numéro 6/7, 2020, Page(s) 1707-1722, ISSN 2451-9294
Éditeur: Elsevier
DOI: 10.1016/j.chempr.2020.04.001

Charge accumulation kinetics in multi-redox molecular catalysts immobilised on TiO 2

Auteurs: Carlota Bozal-Ginesta, Camilo A. Mesa, Annika Eisenschmidt, Laia Francàs, Ravi B. Shankar, Daniel Antón-García, Julien Warnan, Janina Willkomm, Anna Reynal, Erwin Reisner, James R. Durrant
Publié dans: Chemical Science, Numéro 12/3, 2021, Page(s) 946-959, ISSN 2041-6520
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0sc04344c

Active and Selective Ensembles in Oxide-Derived Copper Catalysts for CO 2 Reduction

Auteurs: Federico Dattila, Rodrigo Garcı́a-Muelas, Núria López
Publié dans: ACS Energy Letters, Numéro 5/10, 2020, Page(s) 3176-3184, ISSN 2380-8195
Éditeur: ACS publications
DOI: 10.1021/acsenergylett.0c01777

Separating bulk and surface processes in NiO x electrocatalysts for water oxidation

Auteurs: Sacha Corby, Miguel-García Tecedor, Sven Tengeler, Céline Steinert, Benjamin Moss, Camilo A. Mesa, Hany F. Heiba, Anna A. Wilson, Bernhard Kaiser, Wolfram Jaegermann, Laia Francàs, Sixto Gimenez, James R. Durrant
Publié dans: Sustainable Energy & Fuels, Numéro 4/10, 2020, Page(s) 5024-5030, ISSN 2398-4902
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0se00977f