ANDYPENG09/catalyst-search-skill

Catalyst Search (Katalyse-Literatursuche)

Wann verwenden

• Benutzer fragen nach der Suche von Katalyse-Literatur, dem Finden von Katalysator-Publikationen, dem Abrufen eines bestimmten Katalysators, einer Literaturübersicht, dem Überblick über den Katalyseforschungsfortschritt oder dem Sammeln einiger Publikationen zu einem bestimmten Thema.
• Typische Eingabe: Katalysethema, Reaktionstyp (HER / OER / ORR / PEMWE / Photokatalyse) und Materialsystem (Pt/C, PtCo, HEA, SAC, IrO₂ usw.).

Wann NICHT verwenden

• Katalysatordesign oder -auswahlberatung (Zusammensetzung, Syntheseweg) – verwenden Sie catalyst-design; dieser Skill ruft nur Literatur ab und gibt keine Designempfehlungen.
• Literatursuche außerhalb der Katalyse (z. B. rein organische Synthese, medizinische Chemie) – nicht anwendbar.
• Abrufen einer einzelnen Publikation mit bekannter DOI – verwenden Sie direkt WebFetch.

Voraussetzungen

• Erfordert WebSearch (topic=academic) und WebFetch; ohne diese ist kein Abruf möglich.
• Enthält Suchessentials (references/) und Ausgabevorlagen (templates/); benötigt keinen kostenpflichtigen Datenbankzugang.

Eingabeschnittstelle

• Erforderlich: Suchthema (natürliche Sprache, muss mindestens eines enthalten: Reaktionstyp, Materialsystem, Leistungsziel).
• Optional: Zeitraum, Sprachpräferenz, Einschränkung auf Open Access.

Suchessentials (allgemeine Dimensionen für die Abfrageerstellung)

• Reaktionstypen: Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER), Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER), Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR), Gesamtwasserspaltung, Protonenaustauschmembran-Wasserelektrolyse (PEMWE), Anionenaustauschmembran (AEM), Photokatalyse, Kunststoff-Upcycling.
  • Unterscheiden Sie immer zwischen saurem und alkalischem Medium: Mechanismus, Katalysator und Bewertungsmaßstab für dieselbe Reaktion unterscheiden sich stark zwischen Säure und Base. Beispielsweise sind nur Ir-/Ru-basierte Katalysatoren für saure OER stabil; der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der alkalischen HER ist die Wasserdissoziation.
  • Reaktionsspezifische Stichwortlisten, Leistungsbenchmarks und Begriffe zu Mechanismus/Charakterisierung sind detailliert in references/reaction_systems.md beschrieben (mit literaturgestützten Benchmark-Werten zur Beurteilung von Relevanz und Fortschritt).
• Katalysatorsysteme: Pt/C, Pt-Co-Legierung / intermetallisch, Hochenlegierung (HEA), Einzelatomkatalysator (SAC), Kern-Schale, IrO₂ / IrOₓ, Ru@IrOₓ, N/S-dotierter Kohlenstoff, MOF-abgeleitet.
• Leistungskennzahlen: Überspannung bei 10 mA cm⁻², ECSA, Massenaktivität (MA, A/mg_Pt), Umsatzfrequenz (TOF), Tafel-Steigung, Stabilität / Beständigkeit.
• Charakterisierung und Test: XRD (Teilchengröße), TEM, XPS, rotierende Scheibenelektrode (RDE), Membran-Elektroden-Einheit (MEA).
• Synthesemethoden: Joule-Erwärmung, starke elektrostatische Adsorption (SEA), mikrowellenunterstützt, kontinuierlicher Durchfluss.
• Abkürzungserweiterung: PtCo → "Pt-Co alloy" ODER "Pt cobalt intermetallic"; HEA → "high-entropy alloy"; SAC → "single-atom catalyst".
• Zeitschriften- und Quellenverteilung: Priorisieren Sie Zeitschriften mit hohem Impact-Faktor (IF), stark zitierte Publikationen und Literatur aus den letzten 5–10 Jahren. Englisch: Verwenden Sie hochrangige IF-Journale (Adv. Energy Mater., Nat. Commun., Angew. Chem., Energy Environ. Sci., J. Power Sources, Chem. Eng. J, ScienceDirect / Elsevier, ACS, RSC, Nature-Familie) und stark zitierte Publikationen als vorrangige Quellen. Normen und Patente (TCASMES 400-2024, T/CRES 0030-2025, Unternehmenspatente) bleiben gültige Quellen.

Arbeitsablauf

1. Semantische Analyse und Abfragegenerierung. Kombinieren Sie Reaktionstyp, Katalysatorsystem und Leistung / Charakterisierung; erweitern Sie Abkürzungen wie oben; verbinden Sie Synonyme mit OR.
2. Parallele Suche. Verwenden Sie WebSearch (topic=academic) parallel pro Gruppe. Priorisieren Sie autoritative Quellen: ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/), arXiv (https://arxiv.org/), OpenAlex (https://openalex.org/), Google Scholar.
   • Fallback (M2b): Wenn eine Gruppe leer zurückkommt oder eine Zeitüberschreitung auftritt, lockern Sie die Abfrage (AND in OR aufteilen, Qualifikatoren entfernen) oder wechseln Sie die Quelle (direkt Google Scholar / OpenAlex durchsuchen). Wenn alle Gruppen leer zurückkommen, geben Sie ehrlich an, dass keine relevante Literatur gefunden wurde; niemals erfinden.
3. Abstracts abrufen. Greifen Sie für die 3–5 relevantesten Publikationen mit WebFetch auf die Abstract-Seite zu (bevorzugen Sie die Zeitschriftenseite, Semantic Scholar, arXiv, PubMed; hinter einer Paywall reichen Abstract + Metadaten + DOI). Abstracts allein genügen, um die Relevanz zu beurteilen; Volltext-Download oder Zitierung ist unnötig.
4. Metadaten extrahieren. Titel, Autoren, Zeitschrift / Quelle, Jahr, DOI, Abstract-Highlights.
5. Filtern, Deduplizieren und Sortieren. Sortieren Sie nach Relevanz, Impact-Faktor (IF) oder Zitationszahl und Aktualität (bevorzugen Sie die letzten 5–10 Jahre); kennzeichnen Sie die OA-Verfügbarkeit (erhalten / online / Paywall / manuell).
   • Ergebnisvalidierung (M5b): Überprüfen Sie die DOI-/Abstract-Zugänglichkeit über WebFetch für jede Publikation (Paywall-Publikationen benötigen mindestens Metadaten); deduplizieren Sie (gleiche DOI oder normalisierter Titel); behalten Sie nur Publikationen, deren Abstract explizit den Ziel-Reaktionstyp und das Ziel-Katalysatorsystem enthält; entfernen Sie reine Stichworttreffer.
6. Ausgabe. Literaturmatrix, unterstützende Schlussfolgerungen und Validierungsvorschläge gemäß templates/literature_matrix.md. Zitierformat: templates/citation_gb7714.md.

Ausgabeschnittstelle (Standardformat, von catalyst-design konsumiert)

• Geben Sie die Literaturmatrix im Tabellenformat von templates/literature_matrix.md aus mit den Feldern: Nr. / Titel / Autoren / Zeitschrift·Quelle / Jahr / DOI / Reaktionstyp / Katalysatorsystem / Schlüsselkennzahlen / OA-Status / Abstract-Highlights / Relevanz.
• Fügen Sie nach der Matrix zwei Abschnitte an: Unterstützende Schlussfolgerungen (Evidenzzusammenfassung für die Forschungsfrage) und Validierungsvorschläge (XRD-/TEM-/XPS-Charakterisierung, RDE-/MEA-Tests, Kontrollexperimente).
• Diese Ausgabe wird als "Literatursuchergebnis" behandelt und kann direkt in catalyst-design eingespeist werden (siehe "Eingabeschnittstelle" von catalyst-design).

Datenquellen

• ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/), arXiv (https://arxiv.org/), OpenAlex (https://openalex.org/), Google Scholar.
• Katalysator-Strukturdaten beziehen sich auf Materials Project (https://next-gen.materialsproject.org/apps); rufen Sie deren öffentliche Seiten über WebFetch ab. Dieser Skill führt keine integrierte Berechnung durch.

Fähigkeitsgrenzen

• Siehe references/capabilities.md.

Aufgabenteilung

• Dieser Skill ruft nur Literatur ab und organisiert sie; Katalysatordesign-Empfehlungen werden von catalyst-design übernommen.
• Es werden nur WebSearch (academic) und WebFetch verwendet; keine integrierten oder kopierten internen Schnittstellen anderer spezialisierter Suchwerkzeuge.

Hinweise

• Zu strenge AND-Kombinationen führen leicht zu leeren Ergebnissen; lockern oder teilen Sie Gruppen auf (z. B. HER + Pt + HEA separat suchen und dann zusammenführen).
• Zitierte Publikationen müssen überprüfbar sein; validieren Sie DOI / Abstract über WebFetch; niemals erfinden.
• Notieren Sie die Suchquelle (offenes Web) und den Verfügbarkeitsstatus am Ende der Ausgabe.
• Die Felder der Suchergebnisse variieren stark; parsen Sie Titel / Autoren / Quelle / Jahr selbst aus den WebSearch-Ausgabeblöcken.
• Sicherheit und Berechtigungen: Dieser Skill greift nur über WebSearch / WebFetch auf öffentliche akademische Seiten zu; führt keine Systembefehle aus, schreibt keine Benutzerdateien, meldet sich bei keiner kostenpflichtigen Datenbank an und sammelt oder exfiltriert keine Benutzerdaten.

Häufige Fehler (Anti-Patterns)

• Suchergebnisse als Designempfehlung behandeln. Dieser Skill ruft nur Literatur ab und organisiert sie; leiten Sie keine Katalysatorzusammensetzungs- oder Syntheseempfehlungen allein aus der Matrix ab – übergeben Sie sie an catalyst-design.
• DOIs erfinden oder raten. Erfinden Sie niemals eine DOI oder Metadaten. Wenn eine Publikation keine überprüfbare DOI hat, kennzeichnen Sie sie als "nicht verifiziert" und sagen Sie dies; füllen Sie die Matrix nicht mit plausibel erscheinenden, aber falschen Identifikatoren.
• Zu strenge UND-Abfragen ergeben leere Ergebnisse. Die Kombination zu vieler AND-Einschränkungen liefert keine Ergebnisse; lockern oder teilen Sie Gruppen auf (HER + Pt + HEA separat suchen, dann zusammenführen) gemäß dem M2b-Fallback.
• Reine Stichworttreffer als relevant zitieren. Entfernen Sie Publikationen, deren Abstract nicht explizit den Ziel-Reaktionstyp und das Ziel-Katalysatorsystem enthält (M5b-Validierung).

Beispiel

• Eingabe: Suche "alkaline HER single-atom catalysts, last 5 years".
  • Ausgabe: Eine Literaturmatrix (3–5 Publikationen mit vollständigen Feldern) + unterstützende Schlussfolgerungen (z. B. Ru SAs / N-C erreicht η₁₀ = 29 mV, Wasserdissoziationsbarriere ≈ 0,5 eV) + Validierungsvorschläge (XPS für Atomdispersion, RDE für η₁₀ / Tafel, DFT für ΔG_H*).

Projektseite

• GitHub: https://github.com/ANDYPENG09/catalyst-search-skill – Quelle, Updates und Issue-Tracker.
• Begleitskill: https://github.com/ANDYPENG09/catalyst-design-skill – Katalysatordesign-Anleitung.