普尔贝克机器学习框架识别了表现为抑制溶解的酸性水氧化催化剂
Jehad Abed1,2, Javier Heras-Domingo3, Rohan Yuri Sanspeur3
1Department of Materials Science and Engineering, University of Toronto, 184 College Street, Toronto, Ontario M5S 3E4, Canada.
由于稀缺,需要新的绿色生产催化剂. 机器学习确定了Ru$_{0.6}$Cr$_{0.2}$Ti$_{0.2}$O$_{2}$,这是一个稳定而活跃的氧化反应催化剂,减少了过量的潜能并提高了耐用性.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 计算化学
背景情况:
- 绿色的生产依赖于高效氧化演化反应 (OER) 催化剂.
- 是开放能源催化剂的重要组成部分,面临供应问题.
- 开发稳定且活跃的无OER催化剂至关重要.
研究的目的:
- 通过机器学习辅助的计算方法识别新型,稳定和活跃的OER催化剂.
- 选一个大数据库的混合金属氧化物潜在的OER应用.
- 通过实验验证有前途的催化剂.
主要方法:
- 机器学习管道训练了超过36,000种混合金属氧化物来预测Pourbaix分解能量.
- 在酸性条件下对2070种新金属氧化物进行选.
- 试验性表征Ru$_{0.6}$Cr$_{0.2}$Ti$_{0.2}$O$_{2}$包括超电位,耐久性测试和现场/现场光谱学.
主要成果:
- 作为一个有前途的开放资源催化剂候选人.
- 在100 mA cm^{-2}$的超电位达到267 mV,持续运行超过200小时.
- 与RuO$_{2}$相比,已显示减少Ru溶解 (20×) 和抑制格子氧参与率 (> 60%).
结论:
- 机器学习有效地选稳定和活跃的OER催化剂.
- 提供了绿色生产的增强活力和耐久性.
- 加入Ti可以提高稳定性,而Cr可以增强催化活性.
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