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氢能被誉为“21世纪的终极能源”,因其重量轻、发热值高、清洁低碳、可回收利用等多重特性而备受青睐。近日,多伦多大学(UoT)的研究人员利用AI技术,成功确定了一种更高效的绿色氢气生产催化剂,这一发现有望节省数年的实验时间,为氢能源的大规模应用提供可能。
在绿色氢气生产过程中,质子交换膜电解水技术因其能量转换率高、产物氢气纯度高等优点而前景广阔。然而,这一过程需要大量的电力和昂贵的金属催化剂。多伦多大学的研究团队开发了一种ML辅助计算流程,可以在短时间内筛选大量的金属氧化物,以寻找具有电化学稳定性的新型催化剂。
该团队在36,000多种混合金属氧化物上训练了CGCNN-HD模型,通过预测2070种新型金属氧化物在酸性条件下的电化学稳定性,最终确定了一种由特定比例的钌、铬和钛组成的合金(Ru0.6Cr0.2Ti0.2Ox)是一种更具耐久性的候选材料。这种合金在稳定性和耐用性方面比基准金属好20倍。
多伦多大学博士生Jehad Abed表示:“AI可以推荐数十亿种金属氧化物组合。研究人员可能需要花费数年时间才能找到一种满足他们期望条件的合金,但AI在几天之内就找到了一种高效的候选材料。”
这一研究成果不仅为绿色氢气生产提供了新的催化剂,也展示了AI技术在材料科学研究中的巨大潜力。随着AI技术的不断发展,我们有理由相信,未来氢能源的大规模应用将不再是梦想。
相关研究已发表在《Journal of the American Chemical Society》上。下一步,研究人员计划在现实条件下测试这种新型合金的性能,以验证其在绿色氢气生产中的应用价值。
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