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研究概述

高效的催化劑對于加速緩慢的氧反應動力學至關重要，以促進從室溫堿性水電解到高溫陶瓷燃料電池等新興電化學能源系統的發展。

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

在這項工作中，研究人員揭示了陽離子誘導相互作用在不同溫度下預先確定235種鈷基和200種鐵基鈣鈦礦催化劑中氧空位濃度的作用，這種趨勢可以通過基于陽離子晶格環境的機器學習技術預測，不需要大量的計算和實驗輸入。

研究結果顯示，鈣鈦礦的催化活性與其氧空位濃度和運行溫度密切相關。

然后，研究人員提供了一條機器學習引導的路徑，用于開發適合在不同溫度下運行的氧電催化劑，具有時間效率和良好的預測準確性。

圖文解讀

圖1：鈷基鈣鈦礦氧化物氧空位濃度與ORR活性的關系。

圖2：ML輔助催化劑設計及ORR性能驗證。

圖3：以SCTV為正極的固態氧化物燃料電池的功率密度和穩定性。

文獻信息

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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