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頂刊寵兒！日本東北大學(xué)李昊團(tuán)隊(duì)帶你探索高性能固態(tài)電解質(zhì)的方法！

來(lái)源：時(shí)間：2023-10-11 22:38:39 瀏覽：2175次

全固態(tài)電池由于其高的安全性和能量密度備受關(guān)注，但是其低的離子電導(dǎo)率是其發(fā)展的瓶頸。篩選高性能的固態(tài)電解質(zhì)，除了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)和理論計(jì)算篩選。機(jī)器學(xué)習(xí)是一種高效的方法，可以快速?gòu)木薮蟮牟牧峡臻g中篩選出具有潛力的材料。數(shù)據(jù)庫(kù)是機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，建立準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)庫(kù)可以為材料的研究提供新的機(jī)遇和視角。相比于對(duì)少許材料的分析，基于對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘能夠得到材料性質(zhì)之間的更多隱藏信息，加速材料性能的優(yōu)化和設(shè)計(jì)。

為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，日本東北大學(xué)李昊教授課題組（材料科學(xué)高等研究所，WPI-AIMR）通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，從實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)中構(gòu)建出固態(tài)電池電解質(zhì)的性能數(shù)據(jù)庫(kù)（又稱(chēng)：動(dòng)態(tài)固態(tài)電解質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)；dynamic database of solid-state electrolyte，DDSE）?；谠揇DSE數(shù)據(jù)庫(kù)，我們將討論材料各種性質(zhì)之間的聯(lián)系，總結(jié)了大數(shù)據(jù)挖掘在研究固態(tài)電解質(zhì)中的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)還提供了一個(gè)有趣的功能——評(píng)價(jià)新合成材料的性能排名。

數(shù)據(jù)庫(kù)永久DOI: http://doi.org/10.50974/00137195

數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接：

https://ssbed-ssbed-database-gui-ntj1tz.streamlit.app/

主要論文：

F. Yang, E. C. D. Santos*, X. Jia, R. Sato, K. Kisu, H. Yusuke, S. Orimo, H. Li*, "A Dynamic Database of Solid-State Electrolyte (DDSE) Picturing All-Solid-State Batteries", Nano Materials Science, 2023: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S258996512300034X

為了更好地幫助大家理解和掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的使用，本期課程特邀李昊老師團(tuán)隊(duì)做客直播間，和大家一同分享固態(tài)電池的意義，大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的意義，以及如何使用該數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)提高大家的科研質(zhì)量。

報(bào)告名稱(chēng)：使用DDSE數(shù)據(jù)庫(kù)可視化分析固態(tài)電池電解質(zhì)性能

報(bào)告嘉賓：楊方令（日本東北大學(xué)，李昊課題組）

研究領(lǐng)域：機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合理論計(jì)算篩選高性能固態(tài)電解質(zhì)

報(bào)告簡(jiǎn)介：全固態(tài)電池由于其高的安全性和能量密度備受關(guān)注，但是其低的離子電導(dǎo)率是其發(fā)展的瓶頸。篩選高性能的固態(tài)電解質(zhì)，除了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)和理論計(jì)算篩選。機(jī)器學(xué)習(xí)是一種高效的方法，可以快速?gòu)木薮蟮牟牧峡臻g中篩選出具有潛力的材料。數(shù)據(jù)庫(kù)是機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，建立準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)庫(kù)可以為材料的研究提供新的機(jī)遇和視角。相比于對(duì)少許材料的分析，基于對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘能夠得到材料性質(zhì)之間的更多隱藏信息，加速材料性能的優(yōu)化和設(shè)計(jì)。

課程大綱

一、研究背景

? 能源結(jié)構(gòu)與電池的應(yīng)用

? 液態(tài)電解液的安全性危機(jī)

? 固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì)和不足

二、探索高性能固態(tài)電解質(zhì)的方法

? 實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)

? 理論計(jì)算（DFT和AIMD）

? 機(jī)器學(xué)習(xí)篩選

三、建立數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)

? 數(shù)據(jù)挖掘

? 實(shí)驗(yàn)誤差檢查

? 為機(jī)器學(xué)習(xí)提供數(shù)據(jù)支撐

四、數(shù)據(jù)庫(kù)功能演示

? 基于數(shù)據(jù)庫(kù)展示材料之間的關(guān)系

? 評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

報(bào)告人簡(jiǎn)介：

楊方令，四川大學(xué)物理學(xué)院博士生，從2022年起于日本東北大學(xué)李昊課題組進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合理論計(jì)算篩選高性能固態(tài)電解質(zhì)。

李昊課題組簡(jiǎn)介：

李昊教授課題組（位于日本東北大學(xué)，材料科學(xué)高等研究所，WPI-AIMR）主要從事材料理論推導(dǎo)、理論計(jì)算方法及機(jī)器學(xué)習(xí)算法開(kāi)發(fā)、高性能材料設(shè)計(jì)。至今已在雜志發(fā)表論文超155篇，包含Nature Catalysis、Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Energy & Environmental Science、ACS Catalysis、Chemical Science、Chemistry of Materials、ACS Energy Letters、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials等領(lǐng)域權(quán)威雜志。

李昊課題組主要方向及代表性成果如下：

1. pH-電場(chǎng)效應(yīng)耦合的微觀動(dòng)力學(xué)理論推導(dǎo):對(duì)合金、金屬氧化物、單原子等催化劑進(jìn)行能源電催化（燃料電池、電解水、二氧化碳還原、合成氨等）研究。

2. 數(shù)據(jù)挖掘及功能材料數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建。

3. 建立新算法/新人工智能方法輔助研究功能材料（如：催化劑、固態(tài)電池、固態(tài)儲(chǔ)氫材料等）。

4. （首例）通過(guò)理論推導(dǎo)得到亞硝酸鹽催化還原模型，并成功通過(guò)理論預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到高性能催化劑，對(duì)飲用水處理還原亞硝酸至100%氮?dú)猓?/span>

5. （首例）通過(guò)理論預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)出將亞硝酸鹽100%還原得到氨氣的催化劑（至今唯一一例實(shí)現(xiàn)100%氨氣選擇性催化劑）。

6. （首例）理論推導(dǎo)出利用電解水過(guò)程對(duì)烯烴實(shí)現(xiàn)常溫環(huán)氧化過(guò)程。

7. 設(shè)計(jì)高性能材料對(duì)污水氟化物、氯化物等污染物進(jìn)行高效降解。

直播時(shí)間：2023年10月12日周四晚7:00-9:00

觀看方式：測(cè)試狗-科研服務(wù) 視頻號(hào)& B站直播間

直播福利：直播間限時(shí)領(lǐng)取現(xiàn)金紅包。

進(jìn)入計(jì)算課程交流群請(qǐng)聯(lián)系GO小妹（15680750806），群內(nèi)免費(fèi)分享干貨、課程直播、活動(dòng)福利等。

測(cè)試狗官網(wǎng)（http://www.09jm.com）已同步往期（XRD、XPS、電鏡等）課程直播的精彩回放，歡迎大家免費(fèi)學(xué)習(xí)觀看！

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