金属酸化物と水素の重要な結びつき(The Important Connectivity of Metal Oxides with Hydrogen)

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2023-09-07 ピッツバーグ大学

◆金属酸化物は、金属と酸素から成る二元材料で、エネルギー貯蔵、生産、変換における重要性から研究者の大きな関心を集めています。ピッツバーグ大学のSwanson工学部のチームは、水素と金属酸化物の相互作用を新しい視点で調べる方法を見つけました。
◆従来の科学研究の試行錯誤の方法を効果的に置き換えるために、彼らは計算モデリングと機械学習の方法を使用しています。彼らの仮想反応モデルは、水素が異なる金属酸化物に挿入された場合の電気化学的条件を正確に予測します。
◆このモデルは、材料の地域的およびグローバルなジオメトリを考慮に入れるものであり、エネルギー貯蔵から触媒、化学物質の生産に至るまで多くの異なるアプリケーションで利用できます。計算モデリングにより、多くの材料を安全かつ効果的にテストおよび検証することができ、他の研究者がそれをさらに追求する際にコストが大幅に削減されます。

<関連情報>

金属酸化物における水素インターカレーションを記述するグローバルおよびローカルな連結性 Global and Local Connectivities Describe Hydrogen Intercalation in Metal Oxides

Evan V. Miu, James R. McKone, and Giannis Mpourmpakis
Physical Review Letters  Published 7 September 2023
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.108001

金属酸化物と水素の重要な結びつき(The Important Connectivity of Metal Oxides with Hydrogen)

ABSTRACT

We introduce global connectivity, Ω, which quantifies the detailed connectivity of a material and accurately captures reactivity behavior. We demonstrate that combining global and local connectivity describes how metal oxides interact with hydrogen. Blending density functional theory, graph theory, and machine learning we built a reactivity model which accurately predicts hydrogen intercalation potentials of different metal oxides experimentally measured in the lab. The use of global connectivity can accelerate materials design through the development of novel structure-property relationships.

0501セラミックス及び無機化学製品
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