표면 반응 장벽 계산 자동화 워크플로우

이종 촉매 반응 네트워크 탐색에서 반응 장벽 계산은 주요 병목 현상으로 작용합니다. 각 전이 상태 탐색은 초기 및 최종 상태 조합의 고차원 구성 공간을 탐색하여 최저 활성화 장벽을 갖는 최소 에너지 경로를 식별해야 합니다. 이는 일반적으로 인간의 화학적 직관에 의존하며, nudged elastic band (NEB) 계산 등에 사용자 입력으로 활용되는데, 그 자동화는 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구에서는 인간의 개입 없이 전이 상태 탐색을 수행하는 완전 자동화 워크플로우인 NEBscape를 소개합니다. 전역 최적화를 통해 초기 및 최종 상태를 생성하고, 원자 매핑, 대칭 정렬, 발견적 선택을 통해 체계적으로 조합하여 NEB 계산을 위한 추적 가능한 세트를 도출합니다. NEBscape는 OC20NEB 데이터베이스의 다양한 반응 및 모델 표면에 대해 벤치마킹되었습니다. 그 결과, 기존 방식보다 평균적으로 더 낮은 전이 상태 에너지를 식별했으며, 목표 반응에 대한 높은 화학적 충실도를 가진 최소 에너지 경로를 생성했습니다. 이 워크플로우는 이종 촉매 시스템의 반응 메커니즘을 보다 효율적이고 정확하게 이해하는 데 기여하며, 표면 반응 네트워크의 체계적인 탐색을 가속화할 수 있는 잠재력을 가집니다.