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Energy parameter and electronic descriptor for carbon based catalyst predicted using QM/ML

过电位 密度泛函理论 催化作用 析氧 支持向量机 石墨烯 计算机科学 材料科学 化学 计算化学 物理化学 机器学习 纳米技术 电极 电化学 生物化学
作者
Samadhan Kapse,Shazia Janwari,Umesh V. Waghmare,Ranjit Thapa
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:286: 119866-119866 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2020.119866
摘要

Descriptor based model can be efficient in identifying an optimal carbon-based catalyst for oxygen evolution reaction (OER). Here, we correlate the O-atom adsorption strength with the OER activity of graphene nanoribbon systems and define the energy parameters (ΔGO-ΔGOH) to identify the overpotential (ɳ). The π electron based descriptor can predict the catalytic activity of the graphene surfaces. Machine learning algorithms like Multiple Linear Regression, Random Forest Regression and Support Vector Regression (SVR) are trained on the data generated by density functional theory to predict the overpotential. An optimal active site for OER using proposed SVR model is identified with overpotential (0.29 V) and then validate through DFT calculations. To generalize the study, we used SVR model on N doped GNR to predict the site-specific activity towards OER. Such a combined approach can be extended to estimate the site-specific OER activity of different carbon catalysts at a dramatically reduced computational cost.
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