使用电子指纹相似度的硫还原反应催化剂的高通量选
Hongwei Shou1,2, Quan Zhou1, Shiqiang Wei1
1National Synchrotron Radiation Laboratory, CAS Center for Excellence in Nanoscience, University of Science and Technology of China, Hefei 230029, P. R. China.
JACS Au
|April 1, 2024
概括
使用一维状态密度 (1D-DOS) 指纹相似性的新选方法有效地识别了硫电池中硫还原反应的有希望的MXene催化剂,达到93%以上的准确性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 催化性能与接近费米水平的电子结构密切相关.
- 硫电池需要有效的催化剂来进行硫还原反应 (SRR).
- 确定SRR的新型催化剂对于推进储能技术至关重要.
研究的目的:
- 开发一种简单有效的选描述符,用于识别SRR的潜在MXene催化剂.
- 为了评估一维状态密度 (1D-DOS) 指纹相似性作为描述符的实用性.
- 选一个庞大的MXenes数据库,以寻找有前途的SRR催化候选物.
主要方法:
- 与基准材料 (W2CS2) 相对于 Δ1D-DOS 指纹的计算.
- 在420MXene材料的高通量选中.
- 对SRR热力学的吉布斯自由能量概况的分析.
- 使用晶体轨道汉密尔顿群体 (COHP) 和差电荷分析进行验证.
主要成果:
- 从420种材料中确定了30种潜在的MXene候选SRR.
- 通过 Δ1D-DOS 指纹相似性方法实现了超过 93% 的准确性.
- 计算的吉布斯自由能量概况表明,已识别的MXene候选物具有有前途的热力学特性.
- 证实了描述器与聚硫化物 (LiPS) 中介物相互作用的区分能力.
结论:
- Δ1D-DOS指纹相似性是催化剂高通量选的有效描述器.
- MXene材料显示出作为硫电池中硫还原反应的催化剂的巨大潜力.
- 这种方法为加速能源存储应用中的材料发现提供了新的途径.
