亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Machine Learning−Accelerated Discovery of Proton-Conducting 2D Materials for Proton Exchange Membranes

材料科学 石墨烯 质子 渗透 纳米技术 纳米材料 分子动力学 化学物理 稳健性(进化) 工作(物理) 从头算 质子输运 质子交换膜燃料电池 选择性 计算化学 势能面 从头算量子化学方法 六方晶系 结合能 蒙特卡罗方法 表面改性
作者
Yuting Li,Daniel Bahamon,M. Lozada-Hidalgo,Nirpendra Singh,A. K. Geǐm,Lourdes F. Vega
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (1): 719-730 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c15161
摘要

Two-dimensional (2D) materials emerge as promising alternatives to conventional polymer-based proton exchange membranes (PEMs) due to their high proton conductivity, mechanical robustness, and surface tunability. Here we present an integrated framework combining ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations and machine learning (ML) to accelerate the discovery of proton- and hydrogen-transport properties over 866 nonmetallic 2D materials. Three ML models were trained using AIMD-derived permeation barriers from 488 materials, with Random Forest achieving the highest accuracy and revealing structure–property relationships that govern proton transport. Critical descriptors, including proton−atom distance, pore size, interlayer spacing, and electron affinity, emerged as key predictors of permeation behavior. H+/H2 selectivity through additional AIMD simulations allowed identifying 18 promising candidates, including the experimentally studied graphene and hexagonal boron nitride, thus supporting the robustness of our approach. Experimentally synthesized but barely explored materials, including 2D Si, Ge, TeC, TeCl, GeSe and CSe, emerged as strong candidates for proton conducting membranes. The framework further highlights theoretically stable compounds as unexplored opportunities for PEMs. By integrating atomic-scale simulations with data-driven models, this work provides both fundamental insights into proton permeation mechanisms and practical guidance for designing selective, high-performance nanomaterials for hydrogen energy technologies.
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
繁星完成签到,获得积分20
7秒前
心灵美正豪完成签到,获得积分10
26秒前
顺利的雅旋完成签到,获得积分10
1分钟前
donglin完成签到,获得积分10
1分钟前
幸福丹蝶完成签到,获得积分10
1分钟前
随风沙ZYX应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
随风沙ZYX应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
迷路的身影完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
燕一刀发布了新的文献求助10
2分钟前
甜蜜语堂完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
和谐如彤完成签到,获得积分10
2分钟前
迷你的蜜粉完成签到,获得积分10
3分钟前
随风沙ZYX应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
随风沙ZYX应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
风息完成签到,获得积分10
3分钟前
眼睛大淇完成签到,获得积分10
4分钟前
nsma完成签到 ,获得积分10
4分钟前
英俊的傲珊完成签到,获得积分10
4分钟前
lailai应助Sunny采纳,获得10
4分钟前
精明诗筠完成签到,获得积分10
4分钟前
Sunny完成签到,获得积分10
4分钟前
故意的冷安完成签到,获得积分10
4分钟前
勤劳的夏柳完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5分钟前
感动的仇天完成签到,获得积分10
5分钟前
oscar完成签到,获得积分10
5分钟前
oscar发布了新的文献求助10
5分钟前
随风沙ZYX应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
帅气寄风完成签到,获得积分10
5分钟前
满意的苑博完成签到,获得积分10
5分钟前
自然的茉莉完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
跳跃雨柏完成签到,获得积分10
6分钟前
tcheng发布了新的文献求助10
6分钟前
tcheng完成签到,获得积分10
6分钟前
明理紫萍完成签到,获得积分10
6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
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7732473
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9283194
关于积分的说明 20156431
捐赠科研通 7309873
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304109
关于科研通互助平台的介绍 2456905
邀请新用户注册赠送积分活动 2313237