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2025 article

Progressive Learning‐Guided Discovery of Single‐Atom Metal Oxide Catalysts for Acidic Oxygen Evolution Reaction

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Résumé fourni par la source

Abstract The oxygen evolution reaction (OER) is a key bottleneck in clean energy conversion due to sluggish kinetics and high overpotentials. Transition metal single‐atom catalysts offer great promise for OER optimization thanks to their high atomic efficiency and tunable electronic structures. However, intrinsic scaling relationships between adsorbed intermediates limit catalytic performance and complicate discovery through conventional machine learning (ML). To overcome this, we combined density functional theory (DFT) with a progressive learning strategy within an active learning framework. By first predicting adsorption energies as auxiliary features, our ML model achieved improved sensitivity to rare, high‐activity candidates. High‐throughput screening of 261 transition metal single‐atom‐doped metal oxides (M SA ‐MO x ) identified nine top‐performing catalysts (theoretical overpotential < 0.5 V), including Mn SA ‐RuO 2 and Fe SA ‐TiO 2 (theoretical overpotential < 0.3 V). Data mining revealed key theoretical descriptors governing OER activity, while electronic structure analysis pinpointed intermediate binding strength as the key performance driver. Further constant‐potential DFT calculations and experimental evaluation of Mn SA ‐RuO 2 confirmed its low overpotential and excellent durability under acidic conditions. This integrated framework, which connects theoretical modeling, ML prediction, and experimental validation, accelerates the discovery of efficient OER catalysts and provides mechanistic insights for the rational design of materials in sustainable energy technologies.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Progressive Learning‐Guided Discovery of Single‐Atom Metal Oxide Catalysts for Acidic Oxygen Evolution Reaction
Date Crossref
30/07/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Electrocatalysts for Energy ConversionFuel Cells and Related MaterialsElectrochemical Analysis and Applications

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