Accelerating the Prediction of g‐C 3 N 4 ‐Supported Dual‐Atom Catalysts for Photocatalytic CO 2 Reduction to CO and HCOOH: A Machine Learning and DFT Combined Approach

材料科学 光催化 催化作用 对偶(语法数字) Atom(片上系统) 还原(数学) 物理化学 纳米技术 化学工程 并行计算 计算机科学 有机化学 艺术 化学 几何学 工程类 文学类 数学
作者
Yingmei Bian,Yanxin Wang,Zijun Yang,Zexiang Yin,Heng Zhao,Yuan Liu,Hainan Shi,Yaqiong Su,Yida Deng,Haozhi Wang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (39) 被引量:18
标识
DOI:10.1002/aenm.202503855
摘要

Abstract Dual‐atom catalysts (DACs) show promise for photocatalytic carbon dioxide (CO 2 ) reduction due to their high atom utilization and synergistic effects. However, finding efficient combinations is challenging because of the large number of possibilities. In this study, a high‐throughput screening of TM1TM2@g‐C 3 N 4 catalysts is conducted using density functional theory (DFT) and machine learning (ML) to identify promising candidates for CO 2 photoreduction. The results reveal that the ML algorithm can successfully achieve the relationship between the descriptors of the DACs and the limiting potentials ( U L ) of CO and HCOOH products. Among four ML models, the feedforward neural network (FNN) achieves the highest accuracy. The ML model successfully predicts the limiting potentials ( U L ) and screens RuHf@g‐C 3 N 4 ( U L = −0.72 V) and VV@g‐C 3 N 4 ( U L = −0.79 V) as promising CO producing catalysts, and MoMo@g‐C 3 N 4 ( U L = −0.28 V) and CrMo@g‐C 3 N 4 ( U L = −0.32 V) as efficient HCOOH producing catalysts. DFT validation shows low average errors (−0.05 eV for CO, 0.02 eV for HCOOH). Compared to pure DFT, the FNN model reduces screening time by 56% (CO) and 42% (HCOOH). The ML framework not only successfully screens highly promising catalysts but also provides a solid theoretical basis for the subsequent experimental synthesis for energy conversion.
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
刚刚
dadawd发布了新的文献求助30
1秒前
zzz完成签到,获得积分10
2秒前
赘婿应助Gaorenjie采纳,获得10
2秒前
Akim应助jananie采纳,获得10
2秒前
韩翔宇hanxiangyu完成签到,获得积分10
2秒前
李肉圆发布了新的文献求助10
2秒前
巫马夜安完成签到,获得积分10
3秒前
CipherSage应助小董不懂采纳,获得10
3秒前
spin发布了新的文献求助10
3秒前
柚子完成签到,获得积分10
4秒前
巫马夜安发布了新的文献求助10
5秒前
还是你天天完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
9秒前
Gaorenjie完成签到,获得积分10
9秒前
小二郎应助感动的博超采纳,获得10
9秒前
充电宝应助派大星采纳,获得10
11秒前
乐乐应助李佳佳采纳,获得10
12秒前
欢喜的跳跳糖完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
周全敏完成签到 ,获得积分10
13秒前
所所应助WANGJD采纳,获得10
13秒前
Gaorenjie发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
初青酱完成签到,获得积分10
15秒前
Caius完成签到 ,获得积分10
16秒前
宇宙第一甜妹完成签到 ,获得积分10
16秒前
迷人的广缘完成签到 ,获得积分10
16秒前
Biu忒佛完成签到,获得积分10
17秒前
直率雪曼发布了新的文献求助20
17秒前
燕儿发布了新的文献求助10
17秒前
范小米完成签到,获得积分10
18秒前
kanmao发布了新的文献求助10
19秒前
勤恳海莲完成签到,获得积分10
20秒前
小蘑菇应助快乐若翠采纳,获得10
21秒前
含蓄平蓝完成签到 ,获得积分10
21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
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
Évora na Idade Média 555
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 7386546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8993313
关于积分的说明 19134042
捐赠科研通 7023609
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3227837
关于科研通互助平台的介绍 2390625
邀请新用户注册赠送积分活动 2208988