News

00:00
Новости науки
Новости науки
•...
News
17:17, 21 Oct

ИИ раскрывает скрытый химический короткий путь, который может превратить CO2 в топливо

С помощью машинного обучения и квантовых симуляций учёные выявили 9389 реакций на медном катализаторе, что улучшило прогноз превращения CO2 и указало на неожиданный путь переноса водорода

AI reveals a hidden chemical shortcut that could turn CO2 into fuel | ScienceDaily
sciencedaily.com
sciencedaily.com

Short Summary

Учёные из Индийского института науки (IISc), объединив машинное обучение с квантовыми компьютерными симуляциями, обнаружили 9389 ранее не учитывавшихся химических реакций, происходящих на медном катализаторе при превращении CO2 в топливо и промышленные химикаты. Результаты, опубликованные в Nature Communications, показали, что традиционные модели упускали важные реакционные пути, и позволили значительно улучшить прогнозирование конверсии CO2.

Поскольку полное моделирование всех возможных стадий методами квантовой механики требует огромных вычислительных ресурсов, исследователи сначала построили базу из 152 реакций и обучили модели машинного обучения оценивать энергетические барьеры для дополнительных реакций. Затем автоматизированные инструменты позволили проанализировать возможные превращения с участием 105 химических частиц на поверхности катализатора и расширить сеть с 152 до 9389 реакций. При меньшей сети модель ошибочно называла муравьиную кислоту основным продуктом вместо метанола и недооценивала конверсию CO2; расширенная сеть дала прогнозы, согласующиеся с экспериментами, правильно определила метанол и монооксид углерода как основные продукты и предсказала примерно в 40 раз более высокую конверсию CO2.

Помимо улучшения прогнозов, расширенная реакционная сеть выявила неожиданный механизм с участием водорода: на некоторых важных стадиях водород может переноситься к промежуточным соединениям напрямую как молекула H2, а не только через отдельные атомы. Это противоречит давнему допущению о том, как водород участвует в каталитических реакциях, и может помочь в разработке катализаторов, сильнее взаимодействующих с H2 и потенциально улучшающих пути получения метанола из CO2. Предложенный вычислительный подход также может найти применение в других процессах, включая восстановление CO2 с другими катализаторами, восстановление азота и разложение воды.

Key Takeaways
Обнаружено 9389 реакций

На медном катализаторе выявлено 9389 индивидуальных реакций, тогда как исходная модель учитывала только 152 реакции

Расширенная сеть улучшила прогноз

Модель правильно предсказала метанол и монооксид углерода как основные продукты, а прогноз конверсии CO2 вырос примерно в 40 раз

Неожиданный путь водорода

Молекулярный H2 может переноситься к кислородсодержащим интермедиатам как целая молекула, а не только через отдельные атомы водорода

Потенциал для катализаторов и других процессов

Открытие может помочь в дизайне катализаторов для получения метанола из CO2; подход применим также к восстановлению азота и разложению воды

Text generated using AI

машинное обучение, метанол, гидрирование CO2, медный катализатор, реакционная сеть, перенос водорода
1

Recommendations on the topic

Comments

Golos Nauki Logo
Home page
Support Project
Sections
Быстрый доступ
  • Author's interview
  • Video Abstracts
Sponsor
* is not an advertisement
Presentation
Information

    Phone: 8 (800) 350 17-24email: office@golos-nauki.ru
    Sign Up
    Новости наукиNews Feed
    Other News