Pesquisa de Catálise ANDYPENG09

Pesquisa de Catálise

Quando usar

• Usuários perguntando sobre pesquisa de literatura em catálise, encontrar artigos sobre catalisadores, recuperar um catalisador específico, fazer uma revisão de literatura, pesquisar o progresso da pesquisa em catálise ou reunir alguns artigos sobre um determinado tópico.
• Entrada típica: tópico de catálise, tipo de reação (HER / OER / ORR / PEMWE / fotocatálise) e sistema de material (Pt/C, PtCo, HEA, SAC, IrO₂, etc.).

Quando NÃO usar

• Aconselhamento sobre design ou seleção de catalisadores (composição, rota de síntese) — use catalyst-design; esta habilidade apenas recupera literatura e não fornece conselhos de design.
• Pesquisa de literatura não relacionada à catálise (por exemplo, síntese orgânica pura, química medicinal) — não aplicável.
• Obter um único artigo com um DOI conhecido — use WebFetch diretamente.

Pré-requisitos

• Requer WebSearch (tópico=acadêmico) e WebFetch; sem eles, a recuperação não é possível.
• Acompanhado de essenciais de pesquisa (references/) e modelos de saída (templates/); não depende de conta de banco de dados pago.

Interface de entrada

• Obrigatório: tópico de pesquisa (linguagem natural, deve conter pelo menos um dos seguintes: tipo de reação, sistema de material, meta de desempenho).
• Opcional: intervalo de tempo, preferência de idioma, restrição apenas de acesso aberto (OA).

Essenciais de pesquisa (dimensões genéricas para construir consultas)

• Tipos de reação: reação de evolução de hidrogênio (HER), reação de evolução de oxigênio (OER), reação de redução de oxigênio (ORR), eletrólise total da água, eletrólise de água com membrana de troca de prótons (PEMWE), membrana de troca aniônica (AEM), fotocatálise, upcycling de plásticos.
  • Sempre distinguir meio ácido vs alcalino: o mecanismo, catalisador e referência para a mesma reação diferem muito entre ácido e base. Por exemplo, apenas catalisadores à base de Ir / Ru são estáveis para OER ácido; a etapa determinante da taxa da HER alcalina é a dissociação da água.
  • Listas de palavras-chave específicas da reação, referências de desempenho e termos de mecanismo / caracterização são detalhados em references/reaction_systems.md (com valores de referência apoiados pela literatura para julgar relevância e avanço).
• Sistemas de catalisadores: Pt/C, liga Pt-Co / intermetálico, liga de alta entropia (HEA), catalisador de átomo único (SAC), núcleo-casca, IrO₂ / IrOₓ, Ru@IrOₓ, carbono dopado com N/S, derivado de MOF.
• Métricas de desempenho: sobretensão a 10 mA cm⁻², ECSA, atividade mássica (MA, A/mg_Pt), frequência de turnover (TOF), inclinação de Tafel, estabilidade / durabilidade.
• Caracterização e teste: XRD (tamanho de partícula), TEM, XPS, eletrodo de disco rotativo (RDE), conjunto de eletrodos de membrana (MEA).
• Métodos de síntese: aquecimento Joule, adsorção eletrostática forte (SEA), assistido por micro-ondas, fluxo contínuo.
• Expansão de abreviações: PtCo → "Pt-Co alloy" OU "Pt cobalt intermetallic"; HEA → "high-entropy alloy"; SAC → "single-atom catalyst".
• Distribuição de periódicos e fontes: priorizar periódicos de alto fator de impacto (FI), artigos altamente citados e literatura dos últimos 5–10 anos. Inglês: usar periódicos de alto FI (Adv. Energy Mater., Nat. Commun., Angew. Chem., Energy Environ. Sci., J. Power Sources, Chem. Eng. J, ScienceDirect / Elsevier, ACS, RSC, família Nature) e artigos altamente citados como fontes prioritárias. Normas e patentes (TCASMES 400-2024, T/CRES 0030-2025, patentes corporativas) permanecem fontes válidas.

Fluxo de trabalho

1. Análise semântica e geração de consulta. Combinar tipo de reação, sistema de catalisador e desempenho / caracterização; expandir abreviações como acima; conectar sinônimos com OR.
2. Busca paralela. Usar WebSearch (tópico=acadêmico) em paralelo por grupo. Priorizar fontes autoritativas: ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/), arXiv (https://arxiv.org/), OpenAlex (https://openalex.org/), Google Scholar.
   • Fallback (M2b): se um grupo retornar vazio ou expirar, relaxar a consulta (dividir AND em OR, remover qualificadores) ou mudar de fonte (pesquisar Google Scholar / OpenAlex diretamente). Se todos os grupos retornarem vazios, declarar honestamente que nenhuma literatura relevante foi encontrada; nunca inventar.
3. Obter resumos. Para os 3–5 artigos mais relevantes, usar WebFetch para capturar a página de resumo (preferir site do periódico, Semantic Scholar, arXiv, PubMed; atrás de paywall, resumo + metadados + DOI são suficientes). Apenas os resumos são suficientes para julgar a relevância; download do texto completo ou citação são desnecessários.
4. Extrair metadados. Título, autores, periódico / fonte, ano, DOI, destaques do resumo.
5. Filtrar, deduplicar e classificar. Classificar por relevância, fator de impacto (FI) ou contagem de citações e atualidade (preferir últimos 5–10 anos); etiquetar disponibilidade OA (obtido / online / atrás de paywall / manual).
   • Validação de resultado (M5b): verificar acessibilidade DOI / resumo via WebFetch para cada artigo (artigos atrás de paywall precisam de pelo menos metadados); deduplicar (mesmo DOI ou título normalizado); manter apenas artigos cujo resumo contenha explicitamente o tipo de reação alvo e o sistema de catalisador; descartar resultados apenas de palavras-chave.
6. Saída. Matriz de literatura, conclusões de suporte e sugestões de validação conforme templates/literature_matrix.md. Formato de citação: templates/citation_gb7714.md.

Interface de saída (formato padrão, consumido por catalyst-design)

• Produzir a matriz de literatura no formato de tabela de templates/literature_matrix.md com campos: Nº / Título / Autores / Periódico·Fonte / Ano / DOI / Tipo de reação / Sistema de catalisador / Métricas-chave / Status OA / Destaques do resumo / Relevância.
• Após a matriz, anexar duas seções: Conclusões de suporte (resumo de evidências para a questão de pesquisa) e Sugestões de validação (caracterização XRD / TEM / XPS, testes RDE / MEA, experimentos de controle).
• Esta saída é tratada como o "resultado da pesquisa de literatura" e pode ser alimentada diretamente em catalyst-design (veja a "Interface de entrada" de catalyst-design).

Fontes de dados

• ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/), arXiv (https://arxiv.org/), OpenAlex (https://openalex.org/), Google Scholar.
• Dados estruturais de catalisadores referem-se ao Materials Project (https://next-gen.materialsproject.org/apps); recuperar suas páginas públicas via WebFetch. Esta habilidade não realiza computação embutida.

Limites de capacidade

• Veja references/capabilities.md.

Divisão de trabalho

• Esta habilidade apenas recupera e organiza literatura; conselhos de design de catalisadores são tratados por catalyst-design.
• Apenas WebSearch (acadêmico) e WebFetch são usados; sem interfaces internas embutidas ou copiadas de outras ferramentas de busca especializadas.

Notas

• Combinações AND muito restritivas facilmente retornam vazio; relaxar ou dividir grupos (por exemplo, pesquisar HER + Pt + HEA separadamente, depois mesclar).
• Artigos citados devem ser verificáveis; validar DOI / resumo via WebFetch; nunca inventar.
• Observar a fonte de busca (web aberta) e o status de disponibilidade ao final da saída.
• Os campos dos resultados de busca variam amplamente; analisar título / autores / fonte / ano dos blocos de saída do WebSearch por conta própria.
• Segurança e permissões: esta habilidade acessa apenas páginas acadêmicas públicas via WebSearch / WebFetch; não executa comandos do sistema, não escreve arquivos do usuário, não faz login em nenhum banco de dados pago e não coleta ou exfiltra dados do usuário.

Armadilhas comuns (antipadrões)

• Tratar a saída da busca como conselho de design. Esta habilidade apenas recupera e organiza literatura; não derivar recomendações de composição ou síntese de catalisadores apenas da matriz — passar para catalyst-design.
• Inventar ou adivinhar DOIs. Nunca inventar um DOI ou metadados. Se um artigo não tiver um DOI verificável, marcá-lo como "não verificado" e dizer isso; não preencher a matriz com identificadores plausíveis, mas falsos.
• Consultas AND muito restritivas retornando vazio. Combinar muitas restrições AND não produz resultados; relaxar ou dividir grupos (pesquisar HER + Pt + HEA separadamente, depois mesclar) de acordo com o fallback M2b.
• Citar resultados apenas de palavras-chave como relevantes. Descartar artigos cujo resumo não contenha explicitamente o tipo de reação alvo e o sistema de catalisador (validação M5b).

Exemplo

• Entrada: pesquisar "catalisadores de átomo único para HER alcalina, últimos 5 anos".
  • Saída: uma matriz de literatura (3–5 artigos com campos completos) + conclusões de suporte (por exemplo, Ru SAs / N-C atinge η₁₀ = 29 mV, barreira de dissociação de água ≈ 0,5 eV) + sugestões de validação (XPS para dispersão atômica, RDE para η₁₀ / Tafel, DFT para ΔG_H*).

Página inicial do projeto

• GitHub: https://github.com/ANDYPENG09/catalyst-search-skill — código-fonte, atualizações e rastreador de problemas.
• Habilidade complementar: https://github.com/ANDYPENG09/catalyst-design-skill — orientação de design de catalisadores.

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催化文献检索

何时使用

• 用户咨询:查催化文献、找催化剂论文、检索某类催化剂、做文献综述、了解催化剂研究进展、或收集某主题的几篇论文。
• 典型输入:催化剂主题、反应类型(HER / OER / ORR / PEMWE / 光催化)、材料体系(Pt/C、PtCo、HEA、SAC、IrO₂ 等)。

何时不使用

• 催化剂设计 / 选型建议(组分、合成路线)—— 用 catalyst-design,本技能只检索文献,不给设计建议。
• 非催化领域的文献检索(如纯有机合成、药物化学)—— 不适用。
• 仅需查一个已知 DOI 的论文 —— 用 WebFetch 直接抓取即可。

前置条件

• 需 WebSearch(topic=academic)与 WebFetch 工具可用;二者不可用则无法检索。
• 本技能自带检索要点(references/)与输出模板(templates/);不依赖任何付费数据库账号。

输入接口

• 必填:检索主题(自然语言,含以下之一即可:反应类型、材料体系、性能目标)。
• 可选:时间范围、语种偏好、是否仅限 OA。

催化领域检索要点(通用检索维度,用于构造检索式)

• 反应类型:析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)、全解水、质子交换膜水电解(PEMWE)、阴离子交换膜(AEM)、光催化、塑料升级回收。
  • 务必区分酸性 / 碱性介质:同一反应在酸 / 碱下机理、催化剂、评价基准差异大。如酸性 OER 只有 Ir / Ru 基稳定;碱性 HER 速控步是水解离。
  • 各反应体系(HER / OER / ORR / 全解水)的专门检索词表、性能基准、机理与表征关键词详见 references/reaction_systems.md(含文献支撑基准值,用于判断文献相关性与先进性)。
• 催化剂体系:Pt/C、Pt-Co 合金 / 金属间化合物、高熵合金(HEA)、单原子催化剂(SAC)、核壳、IrO₂ / IrOₓ、Ru@IrOₓ、N / S 掺杂碳、MOF 衍生。
• 性能指标:过电位(10 mA cm⁻² 处)、ECSA、质量活性(MA, A/mg_Pt)、周转频率(TOF)、Tafel 斜率、稳定性 / 耐久性。
• 表征与测试:XRD(粒径)、TEM、XPS、旋转圆盘电极(RDE)、膜电极组件(MEA)。
• 合成方法:Joule heating、强静电吸附(SEA)、微波辅助、连续流。
• 缩写扩展:PtCo → "Pt-Co alloy" OR "Pt cobalt intermetallic";HEA → "high-entropy alloy";SAC → "single-atom catalyst"。
• 期刊 / 来源分布:优先选用高影响因子(IF)期刊、高被引文章与近 5–10 年内的文献。英文文献以高 IF 期刊(如 Adv. Energy Mater.、Nat. Commun.、Angew. Chem.、Energy Environ. Sci.、J. Power Sources、Chem. Eng. J,及 ScienceDirect / Elsevier、ACS、RSC、Nature 子刊等)与高被引文章为优先来源;标准 / 专利(TCASMES 400-2024、T/CRES 0030-2025、企业专利)仍可作来源。

工作流

1. 语义解析 + 检索式生成。按"反应类型 + 催化剂体系 + 性能指标 / 表征"组合;缩写按上节扩展;同义词用 OR 连接。
2. 并行检索。用 WebSearch(topic=academic)并行检索各组;权威来源优先 ScienceDirect(https://www.sciencedirect.com/)、arXiv(https://arxiv.org/)、OpenAlex(https://openalex.org/)、Google Scholar。
   • 失败降级(M2b):若某组返回空或超时,放宽(拆 AND 为 OR、去限定词)或换源(直接检索 Google Scholar / OpenAlex);若全部为空,如实告知"未检索到相关文献",不得编造。
3. 抓取摘要。对最相关 3–5 篇用 WebFetch 抓摘要页(优先期刊官网 / Semantic Scholar / arXiv / PubMed;付费墙内抓到摘要 + 元数据 + DOI 即可)。仅凭摘要即可判断是否为目标文献,无需下载或引用全文。
4. 提取元数据。标题、作者、期刊 / 来源、年份、DOI、摘要要点。
5. 过滤去重 + 排序。按相关性、影响因子(IF) / 被引量、时效性(优先近 5–10 年)排序;标注 OA 可获取状态(已获取 / 在线 / 付费 / 手动)。
   • 结果校验(M5b):对每篇用 WebFetch 验证 DOI / 摘要可访问(付费墙至少元数据存在);去重(同 DOI / 规范化标题);仅保留摘要明确含目标反应类型与催化剂体系的文献,剔除仅关键词命中但不相关者。
6. 输出。按 templates/literature_matrix.md 输出文献矩阵 + 支撑结论 + 验证建议。引用格式见 templates/citation_gb7714.md。

输出接口(标准格式,供 catalyst-design 消费)

• 必须以 templates/literature_matrix.md 的表格格式输出文献矩阵,字段:序号 / 标题 / 作者 / 期刊·来源 / 年份 / DOI / 反应类型 / 催化剂体系 / 关键指标 / OA 状态 / 摘要要点 / 相关性。
• 矩阵后附两段:支撑结论(对研究问题的证据总结)、验证建议(XRD / TEM / XPS 表征、RDE / MEA 测试、对照实验)。
• 本输出即视为"文献检索结果",可直接作为 catalyst-design 的输入(参见 catalyst-design 的"输入接口")。

数据源

• ScienceDirect(https://www.sciencedirect.com/)、arXiv(https://arxiv.org/)、OpenAlex(https://openalex.org/)、Google Scholar。
• 催化剂结构数据参考 Materials Project(https://next-gen.materialsproject.org/apps),用 WebFetch 检索其公开页面;本技能不内置计算。

能力边界

• 详见 references/capabilities.md。

与其他能力分工

• 本技能仅负责文献检索与整理;催化剂设计建议由 catalyst-design 负责。
• 仅使用 WebSearch(academic)与 WebFetch;不内置、不复制任何其他专用检索工具的内部接口。

注意事项

• 多重 AND 组合过苛易返回空,宜放宽或拆组(如 HER + Pt + HEA 三组分别检索再合并)。
• 引用文献必须真实可查;用 WebFetch 验证 DOI / 摘要,不得编造。
• 输出末尾注明检索来源(开放网络)与可获取状态。
• 检索结果字段差异大,WebSearch 返回块需自行解析标题 / 作者 / 来源 / 年份。
• 安全与权限:本技能仅用 WebSearch / WebFetch 访问公开学术网页;不执行系统命令、不写入用户文件、不登录任何付费数据库、不收集或外传用户数据。

常见误用(反模式)

• 把检索结果当设计建议:本技能只检索与整理文献,不要仅凭文献矩阵推导催化剂组分或合成方案,应转交 catalyst-design。
• 编造或臆测 DOI:绝不虚构 DOI 或元数据;若某论文无可核实 DOI,标注"未核实"并说明,不要用看似合理但虚假的编号填空。
• 过严的 AND 组合导致空结果:多重 AND 叠加易返回空,宜放宽或拆组(HER + Pt + HEA 分别检索再合并),见 M2b 失败降级。
• 把仅关键词命中的文献当相关:剔除摘要未明确含目标反应类型与催化剂体系的论文,见 M5b 结果校验。

示例

• 输入:检索"碱性 HER 单原子催化剂,近 5 年"。
  • 输出:文献矩阵(3–5 篇,含标题 / 作者 / 期刊 / 年份 / DOI / 反应类型 / 催化剂体系 / 关键指标 η₁₀ 与 Tafel / OA 状态 / 摘要要点 / 相关性)+ 支撑结论(如"Ru SAs / N-C 的 η₁₀ 低至 29 mV,水解离能垒降至 ≈ 0.5 eV")+ 验证建议(XPS 确认单原子分散、RDE 测 η₁₀ / Tafel、DFT 算 ΔG_H*)。

项目主页

• GitHub:https://github.com/ANDYPENG09/catalyst-search-skill —— 源码、更新与 Issue 反馈。
• 配套技能:https://github.com/ANDYPENG09/catalyst-design-skill —— 催化剂设计指导。