凝聚态物理 > 材料科学
[提交于 2024年12月19日
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标题: 通过机器学习加速模拟的镍掺杂钛酸钡上的氧析出反应机制见解
标题: Mechanistic Insights into the Oxygen Evolution Reaction on Nickel-Doped Barium Titanate via Machine Learning-Accelerated Simulations
摘要: 电催化水分解通过水电解产生氢气和氧气,是一种生成可再生、无碳替代燃料的有前景的方法。 然而,其广泛应用受到Pt阴极和IrO$_{x}$/RuO$_{x}$阳极催化剂高成本的阻碍。 在寻找经济有效的替代品的过程中,钛酸钡(BaTiO$_{3}$)已成为一个有吸引力的候选材料。 这种廉价、无毒的钙钛矿氧化物可以从丰富地球的前驱体中合成,并且在最近的研究中显示出催化析氧反应(OER)的潜力。 在这项工作中,我们使用元动力学(MetaD)模拟研究了原始和Ni掺杂的BaTiO$_{3}$在明确水界面处的OER活性。 为了实现高效且实用的OER MetaD,我们开发了一种基于人工神经网络(ANN)的机器学习原子间势,实现了具有接近DFT精度的大规模和长时间模拟。 我们的模拟结果表明, Ni掺杂增强了BaTiO$_{3}$对OER的催化活性,这与实验观察一致,并提供了对此增强的机制性见解。
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