Machine learning screening of high-performance single-atom electrocatalysts for two-electron oxygen reduction reaction

电催化剂 催化作用 选择性 化学 过氧化氢 吸附 密度泛函理论 电化学 组合化学 限制 纳米技术 材料科学 计算化学 物理化学 有机化学 电极 机械工程 工程类
作者
Xuqian Zhang,Jiming Liu,Rui Li,Xuan Jian,Xiaoming Gao,Zhongli Lu,Xiuping Yue
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:645: 956-963 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.05.011
摘要

Electrocatalysis has emerged as one of the most promising alternatives to conventional anthraquinone for preparing hydrogen peroxide (H2O2) with high energy consumption and pollution because of its simplicity, convenience, and environmental friendliness. However, the oxygen reduction reaction (ORR) generating H2O2viathe2e- path is acompetitive path for 4e-ORR to generate H2O. Therefore, it is crucial to identify an electrocatalyst with high selectivity and activity of 2e-ORR. Here, we established five machine learning (ML) models based on the adsorption free energy of O* (△G (O*)) of 149 single-atom catalysts (SACs) collected and the limiting potential (UL) of 31 SACs calculated using density functional theory (DFT) from the literature. We then obtained descriptors that could accurately describe SACs. Furthermore, 690 unknown SACs' 2e-ORR catalytic performance was well predicted. Four 2e-ORR materials with high selectivity and activity were screened: Zn@Pc-N3C1, Au@Pd-N4, Au@Pd-N1C3, and Au@Py-N3C1. We verified the UL of these SACs through DFT calculation, which was higher than the standard value, proving the ML model's validity. The ML-based method to predict the material properties with highly selective and active electrocatalysts provides an efficient, rapid, and low-cost method for discovering and designing more valuable SACs 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
时迁完成签到 ,获得积分10
4秒前
9秒前
14秒前
20秒前
d_fishier完成签到 ,获得积分10
21秒前
齐天大圣完成签到 ,获得积分10
21秒前
Wang发布了新的文献求助10
22秒前
健壮惋清完成签到 ,获得积分10
22秒前
Somui完成签到 ,获得积分10
23秒前
Brave发布了新的文献求助10
23秒前
科研猫完成签到,获得积分10
26秒前
Yonckham完成签到,获得积分10
28秒前
从不靠男人完成签到 ,获得积分10
31秒前
小胖完成签到 ,获得积分10
32秒前
魔幻幻桃完成签到 ,获得积分10
34秒前
可爱的函函应助Brave采纳,获得10
35秒前
CMD完成签到 ,获得积分10
36秒前
双双完成签到 ,获得积分10
36秒前
淡淡依白完成签到 ,获得积分10
36秒前
zozox完成签到 ,获得积分10
39秒前
44秒前
yue完成签到 ,获得积分10
45秒前
55秒前
寒来暑往完成签到,获得积分10
59秒前
舒心的芷天完成签到 ,获得积分10
59秒前
59秒前
微笑高山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
寒来暑往发布了新的文献求助10
1分钟前
OVOV完成签到,获得积分10
1分钟前
lyra1111完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Janus完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
兴奋烨华完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
风信子deon01发布了新的文献求助200
1分钟前
hcdb完成签到,获得积分10
1分钟前
1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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
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 7257699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879580
关于积分的说明 18757472
捐赠科研通 6938054
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201146
关于科研通互助平台的介绍 2375264
邀请新用户注册赠送积分活动 2176952