SNU CBE

Automated exploitation of the big configuration space of large adsorbates on transition metals reveals chemistry feasibility

2022 · Nature Communications

저자

Geun Ho Gu, Miriam Lee, 정유성 (Yousung Jung), Dionisios G. Vlachos

연구주제

Machine Learning in Materials Science · Catalytic Processes in Materials Science · Advanced Chemical Physics Studies

NTIS 과학기술표준분류

화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

배정 근거: 지원 과제의 분류와 AI 키워드가 잡은 과제의 분류를 반씩(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

adsorbate configuration ethylene epoxidation 불균일 촉매작용 transition metal surface

밀도범함수 이론(DFT) graph enumeration 기계학습 원자간 포텐셜(MLIP)

키워드 (OpenAlex)

transition metal surfaces graph enumeration machine learning interatomic potentials heterogeneous catalysis ethylene epoxidation gold catalysts C–C bond cleavage catalyst discovery

초록

Abstract Mechanistic understanding of large molecule conversion and the discovery of suitable heterogeneous catalysts have been lagging due to the combinatorial inventory of intermediates and the inability of humans to enumerate all structures. Here, we introduce an automated framework to predict stable configurations on transition metal surfaces and demonstrate its validity for adsorbates with up to 6 carbon and oxygen atoms on 11 metals, enabling the exploration of ~108 potential configurations. It combines a graph enumeration platform, force field, multi-fidelity DFT calculations, and first-principles trained machine learning. Clusters in the data reveal groups of catalysts stabilizing different structures and expose selective catalysts for showcase transformations, such as the ethylene epoxidation on Ag and Cu and the lack of C-C scission chemistry on Au. Deviations from the commonly…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2022원자단위 d-오비탈 엔지니어링을 통한 메탄 활성화기획재정부기후변화대응기술개발한국과학기술원화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술
2022지능형 다중스케일 생명화학공학 교육연구단교육부4단계두뇌한국21사업(R&D)한국과학기술원–
2022데이터 과학과 멀티스케일 모델링 기반 바이오매스 촉매 디자인과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)한국에너지공과대학화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

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정유성

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