酸中の水の酸化のための高性能イリジウム-モリブデンオキシード電気触媒:ベイジアン最適化発見と実験試験

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• カタリシス

背景:

• イリジウム (Ir) 酸化物は,酸性環境における酸素進化反応 (OER) の重要な,しかし高価な触媒である.
• 効率的なOERの触媒化には,費用対効果の高い代替手段の開発や利用の改善が不可欠である.

研究 の 目的:

• OERの性能を改善するために,Irベースの混合酸化物の広大な相空間を探求する.
• OERの活性と安定性を高める有望なドーパントを特定し,同時にIrの含有量を減らす.

主な方法:

• 機械学習によるベイジアン最適化と密度関数理論 (DFT) を組み合わせたワークフローを素材スクリーニングに使用した.
• 薄膜電触媒としてIr-Mo混合酸化物を合成し,特徴づけました.

主要な成果:

• モリブデン (Mo) は,酸耐性OER基催化剤の有望なドーパントとして特定された.
• Ir-Mo混合酸化物は,純粋なIrと比較して約30mVの過剰電位を示した.
• 純粋なIrよりも24%低いIr溶解率を達成した.

結論:

• モリブデンは,IrベースのOER触媒を強化する非常に効果的なドーパントです.
• 機械学習は新しい触媒材料の発見と最適化を加速します
• 開発されたワークフローは,材料科学の研究を導くためのAIの可能性を示しています.