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研究概述

高效的催化劑對(duì)于加速緩慢的氧反應(yīng)動(dòng)力學(xué)至關(guān)重要，以促進(jìn)從室溫堿性水電解到高溫陶瓷燃料電池等新興電化學(xué)能源系統(tǒng)的發(fā)展。

基于此，2024年10月29日，澳大利亞昆士蘭大學(xué)朱中華教授/Yadan Luo/Xiaoyong Xu、澳大利亞科廷大學(xué)邵宗平教授、墨爾本大學(xué)Mengran Li在國(guó)際期刊Nature Communications發(fā)表題為《Prediction of perovskite oxygen vacancies for oxygen electrocatalysis at different temperatures》的研究論文。

在這項(xiàng)工作中，研究人員揭示了陽(yáng)離子誘導(dǎo)相互作用在不同溫度下預(yù)先確定235種鈷基和200種鐵基鈣鈦礦催化劑中氧空位濃度的作用，這種趨勢(shì)可以通過(guò)基于陽(yáng)離子晶格環(huán)境的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)預(yù)測(cè)，不需要大量的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)輸入。

研究結(jié)果顯示，鈣鈦礦的催化活性與其氧空位濃度和運(yùn)行溫度密切相關(guān)。

然后，研究人員提供了一條機(jī)器學(xué)習(xí)引導(dǎo)的路徑，用于開(kāi)發(fā)適合在不同溫度下運(yùn)行的氧電催化劑，具有時(shí)間效率和良好的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

圖文解讀

圖1：鈷基鈣鈦礦氧化物氧空位濃度與ORR活性的關(guān)系。

圖2：ML輔助催化劑設(shè)計(jì)及ORR性能驗(yàn)證。

圖3：以SCTV為正極的固態(tài)氧化物燃料電池的功率密度和穩(wěn)定性。

文獻(xiàn)信息

Li, Z., Mao, X., Feng, D. et al. Prediction of perovskite oxygen vacancies for oxygen electrocatalysis at different temperatures. Nat Commun 15, 9318 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53578-7

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