Synthesis of metal alloy catalysts using high-throughput experiments and machine learning optimization
Notice bibliographique
Résumé
The periodic table comprises over a hundred elements, offering numerous possibilities \nfor the discovery of novel materials that have superior properties and could therefore \nbe used to address current technological and societal challenges. However, exploring \nthe extensive range of combinations are resource-intensive: slow and costly, \nparticularly for materials significantly affected by the synthesis procedures. In this \nfinal year project, a workflow for the high throughput synthesis of multimetallic alloys \nis presented. The two-step workflow is comprised by a liquid mixing step and an \nannealing step. An acceleration factor of 2.4 relative to the traditional auto combustion \nsol gel synthesis method is achieved by synthesizing 24 samples in 620 minutes. To \nevaluate the effectiveness of this methodology and with the assistance of previous \ncomputational work carried out by collaborators at Meta AI, copper and three other \ncopper alloys, namely binary Cu-Ag, Cu-Zn, and ternary Cu-Zn-Ag, are synthesized, \ndue to their predicted promising use in CO2 reduction. The synthesized samples show \nhomogeneously distributed elemental composition and high phase purity. The catalytic \nperformance is evaluated by collaborators at the University of Toronto. The initial \nfindings from measuring pure Cu, which serves as a baseline, demonstrate consistent \nperformance when compared to commercially available Cu nanoparticles. Crucially, \nthe Faradaic efficiencies show different results compared to Cu nanoparticles. Firstly, \na substantial amount of H2 gas is produced, accompanied by low CO. This is due to \nthe large amount of carbon in our powders, stemming from the annealing step, and \nlarge particle size of the pure Cu. To guide future experiments and optimize the \nFaradaic efficiencies, the experimental data collected in this project is used to deploy \na Bayesian Optimization (BO) algorithm. Specifically, q-Noisy Expected \nHypervolume Improvement based Bayesian Optimization (qNEHVI-BO) model is \nimplemented, providing insight to guide the next experimental steps to achieve dry \nsamples and minimize the absolute difference between the obtained composition and \nthe target.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».