Bilayer MN4-O-MN4 by bridge-bonded oxygen ligands: Machine learning to accelerate the design of bifunctional electrocatalysts

过电位 双功能 催化作用 析氧 双层 化学 密度泛函理论 氧气 纳米技术 电化学 材料科学 物理化学 计算化学 有机化学 电极 生物化学
作者
Pengyue Shan,Xue Bai,Qi Jiang,Yunjian Chen,Sen Lu,Pei Song,Zepeng Jia,Taiyang Xiao,Yang Han,Yazhou Wang,Tong Liu,Hong Cui,Rong Feng,Qin Kang,Zhiyong Liang,Hongkuan Yuan
出处
期刊:Renewable Energy [Elsevier BV]
卷期号:203: 445-454 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.renene.2022.12.059
摘要

We designed and screened bifunctional catalysts with good oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) performance on bilayer MN4-O-MN4 structures with bridge-bonded oxygen ligands. The ORR and OER catalytic activities of 225 bilayer MN4-O-MN4 structures were explored in an accelerated manner by combining machine learning (ML) and density functional theory (DFT) calculations (DFT-ML). Based on the gradient boosted regression (GBR) algorithm, a series of efficient monofunctional and bifunctional electrocatalysts were successfully predicted with an average prediction error of only 0.04 V and 0.06 V for ORR and OER overpotential (η). ML successfully predicted that the overpotential of the monofunctional catalysts CoN4–O–RhN4 (ORR) and RhN4–O–AgN4 (OER) reached 0.34 V and 0.29 V, respectively; CoN4–O–AgN4 was considered the best bifunctional catalyst due to its overpotential of ηORR = 0.35 V and ηOER = 0.33 V on the bifunctional catalysts. Compared with DFT calculations, the DFT-ML accelerated calculation method resulted in a 9.4-fold improvement in catalyst screening speed. The performance prediction of 225 bilayer MN4-O-MN4 structures was used to screen out the potential bifunctional catalysts, thus providing guidance for the experimental synthesis of better performing bridge-bonded oxygen ligand catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
HarryYang完成签到 ,获得积分10
1秒前
大气月饼完成签到,获得积分10
4秒前
JY完成签到,获得积分10
10秒前
优秀的流沙完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
水water完成签到 ,获得积分10
17秒前
shxxxin完成签到 ,获得积分10
18秒前
JY发布了新的文献求助10
21秒前
杨啸林完成签到 ,获得积分10
23秒前
快乐的鱼完成签到,获得积分10
25秒前
花卷完成签到,获得积分10
26秒前
十一苗完成签到 ,获得积分10
33秒前
回穆完成签到 ,获得积分10
36秒前
isedu完成签到,获得积分0
38秒前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分0
41秒前
Jobs完成签到,获得积分10
42秒前
Admiral完成签到 ,获得积分10
43秒前
小巧的怜晴完成签到 ,获得积分10
44秒前
会飞的小猪完成签到,获得积分10
49秒前
陌桑子完成签到 ,获得积分10
51秒前
等待念之完成签到,获得积分10
53秒前
明亮的电源完成签到 ,获得积分10
55秒前
magiczhu完成签到,获得积分10
57秒前
凡华完成签到 ,获得积分10
57秒前
打打应助magiczhu采纳,获得10
1分钟前
prl666完成签到,获得积分10
1分钟前
Christina完成签到 ,获得积分10
1分钟前
果果完成签到,获得积分10
1分钟前
橘子完成签到,获得积分10
1分钟前
悦耳的城完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿俊1212完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Agatha完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王俊1314完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lumi应助tangzanwayne采纳,获得10
1分钟前
miaxj完成签到,获得积分10
1分钟前
sunny完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
玄学南瓜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
仁和完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Art Therapy and Career Counseling 600
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7619775
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9195230
关于积分的说明 19706698
捐赠科研通 7191355
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272433
关于科研通互助平台的介绍 2435079
邀请新用户注册赠送积分活动 2267654