TY - JOUR A1 - Patel, Malkeshkumar A1 - Kim, Joondong T1 - Thickness-dependent photoelectrochemical properties of a semitransparent Co3O4 photocathode JF - Beilstein Journal of Nanotechnology PY - 2018/// VL - 9 SP - 2432 EP - 2442 SN - 2190-4286 DO - 10.3762/bjnano.9.228 PB - Beilstein-Institut JA - Beilstein J. Nanotechnol. UR - https://doi.org/10.3762/bjnano.9.228 KW - cobalt(II,III) oxide (Co3O4) KW - photocathode KW - photoelectrochemical cells KW - semitransparent KW - thickness-dependent properties N2 - Co3O4 has been widely studied as a catalyst when coupled with a photoactive material during hydrogen production using water splitting. Here, we demonstrate a photoactive spinel Co3O4 electrode grown by the Kirkendall diffusion thermal oxidation of Co nanoparticles. The thickness-dependent structural, physical, optical, and electrical properties of Co3O4 samples are comprehensively studied. Our analysis shows that two bandgaps of 1.5 eV and 2.1 eV coexist with p-type conductivity in porous and semitransparent Co3O4 samples, which exhibit light-induced photocurrent in photoelectrochemical cells (PEC) containing the alkaline electrolyte. The thickness-dependent properties of Co3O4 related to its use as a working electrode in PEC cells are extensively studied and show potential for the application in water oxidation and reduction processes. To demonstrate the stability, an alkaline cell was composed for the water splitting system by using two Co3O4 photoelectrodes. The oxygen gas generation rate was obtained to be 7.17 mL·h−1 cm−1. Meanwhile, hydrogen gas generation rate was almost twice of 14.35 mL·h−1·cm−1 indicating the stoichiometric ratio of 1:2. We propose that a semitransparent Co3O4 photoactive electrode is a prospective candidate for use in PEC cells via heterojunctions for hydrogen generation. ER - TY - JOUR AU - Lewis, N. S. JF - Science PY - 2016/// VL - 351 SP - aad1920 DO - 10.1126/science.aad1920 ER - TY - JOUR AU - Niishiro, R. AU - Takano, Y. AU - Jia, Q. AU - Yamaguchi, M. AU - Iwase, A. AU - Kuang, Y. AU - Minegishi, T. AU - Yamada, T. AU - Domen, K. AU - Kudo, A. JF - Chem. Commun. PY - 2017/// VL - 53 SP - 629 EP - 632 DO - 10.1039/C6CC08262A ER - TY - BOOK AU - Chen, Z. AU - Dinh, H. N. AU - Miller, E. T1 - Photoelectrochemical Water Splitting PY - 2013/// DO - 10.1007/978-1-4614-8298-7 PB - Springer New York CY - New York, NY, U.S.A. T3 - SpringerBriefs in Energy ER - TY - JOUR AU - Reece, S. Y. AU - Hamel, J. A. AU - Sung, K. AU - Jarvi, T. D. AU - Esswein, A. J. AU - Pijpers, J. J. H. AU - Nocera, D. G. JF - Science PY - 2011/// VL - 334 SP - 645 EP - 648 DO - 10.1126/science.1209816 ER - TY - JOUR AU - Kim, M.-w. AU - Yoon, H. AU - Ohm, T. Y. AU - Mali, M. G. AU - Choi, S. K. AU - Park, H. AU - Al-Deyab, S. S. AU - Lim, D. C. AU - Ahn, S. AU - Yoon, S. S. JF - J. Alloys Compd. PY - 2017/// VL - 692 SP - 294 EP - 300 DO - 10.1016/j.jallcom.2016.08.313 ER - TY - JOUR AU - Kim, S. AU - Piao, G. AU - Han, D. S. AU - Shon, H. K. AU - Park, H. JF - Energy Environ. Sci. PY - 2018/// VL - 11 SP - 344 EP - 353 DO - 10.1039/C7EE02640D ER - TY - JOUR AU - Patel, M. AU - Kumar, M. AU - Kim, J. AU - Kim, Y. K. JF - J. Phys. Chem. Lett. PY - 2017/// VL - 8 SP - 6099 EP - 6105 DO - 10.1021/acs.jpclett.7b02998 ER - TY - JOUR AU - Rühle, S. AU - Anderson, A. Y. AU - Barad, H.-N. AU - Kupfer, B. AU - Bouhadana, Y. AU - Rosh-Hodesh, E. AU - Zaban, A. JF - J. Phys. Chem. Lett. PY - 2012/// VL - 3 IS - 24 SP - 3755 EP - 3764 DO - 10.1021/jz3017039 ER - TY - JOUR AU - Walsh, A. AU - Ahn, K.-S. AU - Shet, S. AU - Huda, M. N. AU - Deutsch, T. G. AU - Wang, H. AU - Turner, J. A. AU - Wei, S.-H. AU - Yan, Y. AU - Al-Jassim, M. M. JF - Energy Environ. Sci. PY - 2009/// VL - 2 SP - 774 EP - 782 DO - 10.1039/b822903a ER - TY - BOOK T1 - Photoelectrochemical Water Splitting PY - 2013/// DO - 10.1039/9781849737739 PB - Royal Society of Chemistry CY - Cambridge, United Kingdom A2 - Lewerenz, H.-J. A2 - Peter, L. T3 - Energy and Environment Series ER - TY - JOUR AU - Kupfer, B. AU - Majhi, K. AU - Keller, D. A. AU - Bouhadana, Y. AU - Rühle, S. AU - Barad, H. N. AU - Anderson, A. Y. AU - Zaban, A. JF - Adv. Energy Mater. PY - 2015/// VL - 5 SP - 1401007 DO - 10.1002/aenm.201401007 ER - TY - JOUR AU - Patel, M. AU - Kim, H.-S. AU - Kim, J. AU - Yun, J.-H. AU - Kim, S. J. AU - Choi, E. H. AU - Park, H.-H. JF - Sol. Energy Mater. Sol. Cells PY - 2017/// VL - 170 SP - 246 EP - 253 DO - 10.1016/j.solmat.2017.06.006 ER - TY - JOUR AU - Lohaus, C. AU - Morasch, J. AU - Brötz, J. AU - Klein, A. AU - Jaegermann, W. JF - J. Phys. D: Appl. Phys. PY - 2016/// VL - 49 IS - 15 SP - 155306 DO - 10.1088/0022-3727/49/15/155306 ER - TY - JOUR AU - Majhi, K. AU - Bertoluzzi, L. AU - Rietwyk, K. J. AU - Ginsburg, A. AU - Keller, D. A. AU - Lopez-Varo, P. AU - Anderson, A. Y. AU - Bisquert, J. AU - Zaban, A. JF - Adv. Mater. Interfaces PY - 2016/// VL - 3 IS - 1 SP - 1500405 DO - 10.1002/admi.201500405 ER - TY - JOUR AU - Majhi, K. AU - Bertoluzzi, L. AU - Keller, D. A. AU - Barad, H.-N. AU - Ginsburg, A. AU - Anderson, A. Y. AU - Vidal, R. AU - Lopez-Varo, P. AU - Mora-Sero, I. AU - Bisquert, J. AU - Zaban, A. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2016/// VL - 120 IS - 17 SP - 9053 EP - 9060 DO - 10.1021/acs.jpcc.6b01164 ER - TY - JOUR AU - Wang, B. AU - Cai, Y. AU - Dong, W. AU - Xia, C. AU - Zhang, W. AU - Liu, Y. AU - Afzal, M. AU - Wang, H. AU - Zhu, B. JF - Sol. Energy Mater. Sol. Cells PY - 2016/// VL - 157 SP - 126 EP - 133 DO - 10.1016/j.solmat.2016.05.036 ER - TY - JOUR AU - Patel, M. AU - Kumar, M. AU - Kim, H.-S. AU - Park, W.-H. AU - Choi, E. H. AU - Kim, J. JF - Mater. Sci. Semicond. Process. PY - 2018/// VL - 74 SP - 74 EP - 79 DO - 10.1016/j.mssp.2017.09.018 ER - TY - JOUR AU - Mao, Y. AU - Li, W. AU - Liu, P. AU - Chen, J. AU - Liang, E. JF - Mater. Lett. PY - 2014/// VL - 134 SP - 276 EP - 280 DO - 10.1016/j.matlet.2014.07.078 ER - TY - JOUR AU - Ebadi, M. AU - Mat-Teridi, M. A. AU - Sulaiman, M. Y. AU - Basirun, W. J. AU - Asim, N. AU - Ludin, N. A. AU - Ibrahim, M. A. AU - Sopian, K. JF - RSC Adv. PY - 2015/// VL - 5 IS - 46 SP - 36820 EP - 36827 DO - 10.1039/c5ra04008f ER - TY - JOUR AU - Patel, M. AU - Park, W.-H. AU - Ray, A. AU - Kim, J. AU - Lee, J.-H. JF - Sol. Energy Mater. Sol. Cells PY - 2017/// VL - 171 SP - 267 EP - 274 DO - 10.1016/j.solmat.2017.06.058 ER - TY - JOUR AU - Zhang, D. E. AU - Ren, L. Z. AU - Hao, X. Y. AU - Pan, B. B. AU - Wang, M. Y. AU - Ma, J. J. AU - Li, F. AU - Li, S. A. AU - Tong, Z. W. JF - Appl. Surf. Sci. PY - 2015/// VL - 355 SP - 547 EP - 552 DO - 10.1016/j.apsusc.2015.04.018 ER - TY - JOUR AU - Yu, C. AU - Zhang, W. AU - Gao, Y. AU - Chen, Y. AU - Ma, K. AU - Ye, J. AU - Shen, R. AU - Yang, Y. JF - Mater. Res. Bull. PY - 2018/// VL - 97 SP - 483 EP - 489 DO - 10.1016/j.materresbull.2017.09.049 ER - TY - JOUR AU - Huang, Z. AU - Zhao, Y. AU - Xu, H. AU - Zhao, J. JF - Mater. Res. Bull. PY - 2018/// VL - 100 SP - 83 EP - 90 DO - 10.1016/j.materresbull.2017.12.008 ER - TY - JOUR AU - Hong, T. AU - Liu, Z. AU - Zheng, X. AU - Zhang, J. AU - Yan, L. JF - Appl. Catal., B: Environ. PY - 2017/// VL - 202 SP - 454 EP - 459 DO - 10.1016/j.apcatb.2016.09.053 ER - TY - JOUR AU - Chen, H. AU - Sun, Z. AU - Liu, X. AU - Han, A. AU - Du, P. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2015/// VL - 119 SP - 8998 EP - 9004 DO - 10.1021/jp511584z ER - TY - JOUR AU - Jeon, H. S. AU - Jee, M. S. AU - Kim, H. AU - Ahn, S. J. AU - Hwang, Y. J. AU - Min, B. K. JF - ACS Appl. Mater. Interfaces PY - 2015/// VL - 7 IS - 44 SP - 24550 EP - 24555 DO - 10.1021/acsami.5b06189 ER - TY - JOUR AU - Yan, X. AU - Tian, L. AU - He, M. AU - Chen, X. JF - Nano Lett. PY - 2015/// VL - 15 SP - 6015 EP - 6021 DO - 10.1021/acs.nanolett.5b02205 ER - TY - JOUR AU - Boubault, A. AU - Ho, C. K. AU - Hall, A. AU - Lambert, T. N. AU - Ambrosini, A. JF - Sol. Energy Mater. Sol. Cells PY - 2017/// VL - 166 SP - 176 EP - 184 DO - 10.1016/j.solmat.2017.03.010 ER - TY - JOUR AU - Li, X. AU - Guan, G. AU - Du, X. AU - Cao, J. AU - Hao, X. AU - Ma, X. AU - Jagadale, A. D. AU - Abudula, A. JF - Chem. Commun. PY - 2015/// VL - 51 IS - 81 SP - 15012 EP - 15014 DO - 10.1039/c5cc04936a ER - TY - JOUR AU - Yehezkeli, O. AU - de Oliveira, D. R. B. AU - Cha, J. N. JF - Small PY - 2015/// VL - 11 IS - 6 SP - 668 EP - 674 DO - 10.1002/smll.201401490 ER - TY - JOUR AU - Huang, B. AU - Yang, W. AU - Wen, Y. AU - Shan, B. AU - Chen, R. JF - ACS Appl. Mater. Interfaces PY - 2015/// VL - 7 SP - 422 EP - 431 DO - 10.1021/am506392y ER - TY - JOUR AU - Tüysüz, H. AU - Hwang, Y. J. AU - Khan, S. B. AU - Asiri, A. M. AU - Yang, P. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2013/// VL - 116 SP - 13884 EP - 13889 ER - TY - JOUR AU - Chang, X. AU - Wang, T. AU - Zhang, P. AU - Zhang, J. AU - Li, A. AU - Gong, J. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2015/// VL - 137 SP - 8356 EP - 8359 DO - 10.1021/jacs.5b04186 ER - TY - JOUR AU - Zhao, X. AU - Chen, Z. JF - Beilstein J. Nanotechnol. PY - 2017/// VL - 8 SP - 2640 EP - 2647 DO - 10.3762/bjnano.8.264 ER - TY - JOUR AU - Ha, D.-H. AU - Moreau, L. M. AU - Honrao, S. AU - Hennig, R. G. AU - Robinson, R. D. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2013/// VL - 117 IS - 27 SP - 14303 EP - 14312 DO - 10.1021/jp402939e ER - TY - JOUR AU - Kim, G. M. AU - Park, J. H. AU - Lee, J. W. JF - ChemistrySelect PY - 2016/// VL - 1 SP - 560 EP - 566 DO - 10.1002/slct.201600112 ER - TY - JOUR AU - Patel, M. AU - Kim, H.-S. AU - Park, H.-H. AU - Kim, J. JF - Sci. Rep. PY - 2016/// VL - 6 SP - 25461 DO - 10.1038/srep25461 ER - TY - JOUR AU - Hu, L. AU - Yan, N. AU - Chen, Q. AU - Zhang, P. AU - Zhong, H. AU - Zheng, X. AU - Li, Y. AU - Hu, X. JF - Chem. – Eur. J. PY - 2012/// VL - 18 SP - 8971 EP - 8977 DO - 10.1002/chem.201200770 ER - TY - JOUR AU - Patel, M. AU - Park, S.-H. AU - Kim, J. JF - Phys. Status Solidi A PY - 2018/// SP - 1800216 DO - 10.1002/pssa.201800216 ER - TY - JOUR AU - Won, J. M. AU - Cho, J. S. AU - Chan Kang, Y. JF - J. Alloys Compd. PY - 2016/// VL - 680 SP - 366 EP - 372 DO - 10.1016/j.jallcom.2016.04.104 ER - TY - JOUR AU - Liu, X. AU - Prewitt, C. T. JF - Phys. Chem. Miner. PY - 1990/// VL - 17 SP - 168 EP - 172 DO - 10.1007/bf00199669 ER - TY - JOUR AU - Pan, L. AU - Kim, J. H. AU - Mayer, M. T. AU - Son, M.-K. AU - Ummadisingu, A. AU - Lee, J. S. AU - Hagfeldt, A. AU - Luo, J. AU - Grätzel, M. JF - Nat. Catal. PY - 2018/// VL - 1 IS - 6 SP - 412 EP - 420 DO - 10.1038/s41929-018-0077-6 ER - TY - JOUR AU - Sivula, K. AU - van de Krol, R. JF - Nat. Rev. Mater. PY - 2016/// VL - 1 IS - 2 SP - 15010 DO - 10.1038/natrevmats.2015.10 ER - TY - JOUR AU - Roger, I. AU - Shipman, M. A. AU - Symes, M. D. JF - Nat. Rev. Chem. PY - 2017/// VL - 1 IS - 1 SP - 0003 DO - 10.1038/s41570-016-0003 ER -