在酸中氧化水的高性能氧化物电催化剂:贝叶斯优化发现和实验测试
Jacques A Esterhuizen1,2, Aarti Mathur1,2, Bryan R Goldsmith1,2
1Department of Chemical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109-2136, United States.
Journal of the American Chemical Society
|February 19, 2024
概括
兴奋剂显著提高氧化反应 (OER) 的氧化催化剂,减少能量损失和溶解. 机器学习加速了这些先进的催化材料的发现.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 催化剂
背景情况:
- 氧化 (Ir) 是酸性介质中氧化演化反应 (OER) 的重要但昂贵的催化剂.
- 开发具有成本效益的替代品或改善IR利用对于高效的OER催化是必不可少的.
研究的目的:
- 探索基于Ir的混合氧化物的广相空间,以提高OER性能.
- 确定有前途的兴奋剂,可以提高OER活性和稳定性,同时降低Ir含量.
主要方法:
- 结合机器学习辅助的贝叶斯优化和密度函数理论 (DFT) 的工作流程用于材料选.
- 合成并描述了Ir-Mo混合氧化物作为薄膜电催化剂.
主要成果:
- 确定了 (Mo) 作为耐酸基OER催化剂的有前途的剂.
- 与纯净的Ir相比,Ir-Mo混合氧化物显示出~30mV的超电位.
- 在Ir-Mo氧化物中达到比纯Ir低24%的溶解率.
结论:
- 是一种高度有效的增强基于Ir的OER催化剂.
- 机器学习加速了新型催化材料的发现和优化.
- 开发的工作流程展示了人工智能在指导材料科学研究方面的潜力.
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