A Machine Learning‐Guided Search of Cu‐Based Bimetallic Alloys That Favor CO Dimerization in CO2$_2$RR

双金属片 吸附 密度泛函理论 Boosting(机器学习) 电化学 催化作用 材料科学 化学 结合能 联轴节(管道) 计算化学 电离 电离能 物理化学 多相催化 电子结构 化学物理 分类器(UML) 梯度升压
作者
Mattia Salomone,Wei Wang,Federico Raffone,Michele Re Fiorentin,Francesca Risplendi,Giancarlo Cicero
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:19 (6): e202501603-e202501603 被引量:1
标识
DOI:10.1002/cssc.202501603
摘要

The rational design of Cu‐based bimetallic catalysts for the electrochemical reduction of CO 2 into multicarbon (C 2 /C 2+ ) products critically depends on tuning the CO adsorption strength, which governs C–C coupling selectivity. However, systematically exploring the vast configurational space of CuM alloys through density functional theory (DFT) is computationally prohibitive. We developed a machine learning (ML) framework to predict CO adsorption behavior on Cu‐based bimetallic surfaces using a physically interpretable feature set, including geometric descriptors (nearest‐neighbor distance, coordination number) and elemental properties (electronegativity, ionization energy), which collectively determine the local electronic environment of the CO binding sites. A two‐step ML protocol, combining a Gradient Boosting Classifier to identify stable adsorption sites and a Gradient Boosting Regressor to predict their adsorption energies, was trained on DFT data for 15 CuM(111) and CuM(100) systems, resulting in a total of 1,515 structures. The models were then applied to screen 29 CuM alloys, encompassing about 91,000 adsorption sites across multiple surface concentrations and configurations of the alloying atoms. The screening identified CuAg, CuAl, CuAu, CuZn, CuIn, and CuGa as promising candidates for promoting CO–CO coupling, the rate‐determining step toward C 2 product formation. Among these, CuGa was selected for further validation as a representative system, having received far less attention in the CO 2 RR literature than other well‐studied alloys (CuAg, CuAl, and CuAu). Constant‐potential DFT calculations confirmed the ML predictions, revealing that CO dimerization on CuGa(100) proceeds with a more favorable reaction energy and an activation barrier about 0.2 eV lower than on pure Cu(100).
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
菠萝冰发布了新的文献求助10
1秒前
Feng的应助被arniu2008采纳,获得10
1秒前
1秒前
ding的应助被苹果含玉采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
LLL完成签到,获得积分10
4秒前
来一杯纯牛奶完成签到,获得积分10
5秒前
Zzh完成签到,获得积分10
6秒前
xzy998发布了新的文献求助30
6秒前
sdfwsdfsd完成签到,获得积分10
6秒前
通通完成签到,获得积分10
6秒前
欢容安完成签到 ,获得积分10
7秒前
KarimaElMir发布了新的文献求助10
7秒前
悸动完成签到,获得积分10
7秒前
854fycchjh完成签到,获得积分10
7秒前
十宝完成签到,获得积分10
7秒前
研友_VZG7GZ的应助被Murray采纳,获得10
8秒前
zzzzzzk发布了新的文献求助10
8秒前
Ml完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2的应助被陈砍砍采纳,获得100
8秒前
香蕉觅云的应助被不吐葡萄皮采纳,获得10
8秒前
Maestro_S的应助被wjw采纳,获得10
8秒前
今后的应助被沈xxx采纳,获得10
8秒前
qinglu发布了新的文献求助10
9秒前
独特雨灵发布了新的文献求助10
9秒前
与诚完成签到,获得积分10
9秒前
Rachael完成签到,获得积分10
10秒前
tian完成签到 ,获得积分10
11秒前
朝明完成签到 ,获得积分10
11秒前
YOMU完成签到,获得积分10
11秒前
eryuan完成签到,获得积分10
12秒前
虎啸山河完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
pipe完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
zgy1106完成签到,获得积分10
14秒前
六碗鱼完成签到 ,获得积分10
14秒前
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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Enhancing Inclusivity in International Large-Scale Assessments: Alignment Optimization as a Tool for Valid Cross-National Comparisons 800
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8136798
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9537791
关于积分的说明 21625792
捐赠科研通 7720440
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420097
关于科研通互助平台的介绍 2545494
邀请新用户注册赠送积分活动 2461896