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!

Zero-Shot Discovery of High-Performance, Low-Cost Organic Battery Materials Using Machine Learning

化学 零(语言学) 电池(电) 弹丸 有机化学 热力学 语言学 物理 哲学 功率(物理)
作者
Jaehyun Park,Farshud Sorourifar,Madhav R. Muthyala,Abigail M. Houser,Madison R. Tuttle,Joel A. Paulson,Shiyu Zhang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (45): 31230-31239 被引量:14
标识
DOI:10.1021/jacs.4c11663
摘要

Organic electrode materials (OEMs), composed of abundant elements such as carbon, nitrogen, and oxygen, offer sustainable alternatives to conventional electrode materials that depend on finite metal resources. The vast structural diversity of organic compounds provides a virtually unlimited design space; however, exploring this space through Edisonian trial-and-error approaches is costly and time-consuming. In this work, we develop a new framework, SPARKLE, that combines computational chemistry, molecular generation, and machine learning to achieve zero-shot predictions of OEMs that simultaneously balance reward (specific energy), risk (solubility), and cost (synthesizability). We demonstrate that SPARKLE significantly outperforms alternative black-box machine learning algorithms on interpolation and extrapolation tasks. By deploying SPARKLE over a design space of more than 670,000 organic compounds, we identified ≈5000 novel OEM candidates. Twenty-seven of them were synthesized and fabricated into coin-cell batteries for experimental testing. Among SPARKLE-discovered OEMs, 62.9% exceeded benchmark performance metrics, representing a 3-fold improvement over OEMs selected by human intuition alone (20.8% based on six years of prior lab experience). The top-performing OEMs among the 27 candidates exhibit specific energy and cycling stability that surpass the state-of-the-art while being synthesizable at a fraction of the cost.
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
reborn发布了新的文献求助10
5秒前
Lin完成签到 ,获得积分10
16秒前
科研通AI6.3应助reborn采纳,获得10
30秒前
33秒前
starfish发布了新的文献求助10
45秒前
可爱的新儿完成签到,获得积分10
49秒前
57秒前
reborn发布了新的文献求助10
1分钟前
MODRIC完成签到 ,获得积分10
1分钟前
幸福璎关注了科研通微信公众号
1分钟前
matrixu完成签到,获得积分10
1分钟前
舒心思山完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.3应助胖胖猪采纳,获得10
1分钟前
可了不得完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
赘婿应助DOCTORLI采纳,获得10
1分钟前
乐乐应助reborn采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
胖胖猪发布了新的文献求助10
2分钟前
脑洞疼应助幸福璎采纳,获得50
2分钟前
DOCTORLI发布了新的文献求助10
2分钟前
泥豪泥嚎完成签到,获得积分10
2分钟前
谦让夏云完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
沙海沉戈完成签到,获得积分0
2分钟前
reborn发布了新的文献求助10
2分钟前
思源应助DOCTORLI采纳,获得10
2分钟前
科研通AI6.4应助reborn采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
DOCTORLI发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
reborn发布了新的文献求助10
3分钟前
boymin2015完成签到 ,获得积分10
3分钟前
科研通AI6.4应助reborn采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
mnm完成签到,获得积分20
3分钟前
czs发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
czs完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7297741
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8916190
关于积分的说明 18879206
捐赠科研通 6963207
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210589
关于科研通互助平台的介绍 2379906
邀请新用户注册赠送积分活动 2187089