هوش مصنوعی کاتالیزور هیدروژن سبز را متحول کرد

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ در یک نمونه دیگر از استفاده واقعی هوش مصنوعی، محققان دانشگاه تورنتو (UoT) با استفاده از هوش مصنوعی موفق به شناسایی یک کاتالیزور بهتر برای تولید هیدروژن سبز شدند و از این طریق سال‌ها از زمان تحقیقات خود را صرفه‌جویی کردند.

این تیم به سرپرستی دانشجوی دکتری، جهاد عابد، یک برنامه هوش مصنوعی را توسعه دادند و آن را با بیش از ۳۶۰۰۰ ترکیب اکسید فلزی آموزش دادند. هدف از این برنامه، شناسایی یک آلیاژ بود که به عنوان یک کاتالیزور موثر در تولید هیدروژن عمل کند. این هوش مصنوعی شبیه‌سازی‌هایی را بر روی این ترکیبات انجام داد تا مشخص کند کدام یک از آنها در فرآیند تولید هیدروژن موثرتر، پایدارتر و بادوام‌تر است.

این هوش مصنوعی می‌توانست از بین میلیارد‌ها ترکیب اکسید فلزی، پیشنهاداتی ارائه دهد. پیدا کردن آلیاژی که شرایط مورد نظر محققان را برآورده کند، ممکن بود سال‌ها طول بکشد، اما همان‌طور که عابد اشاره کرد، هوش مصنوعی در عرض چند روز به یک گزینه قوی دست یافت.

در نهایت، این برنامه آلیاژی متشکل از مقادیر مشخصی روتنیوم، کروم و تیتانیوم را شناسایی کرد که ۲۰ برابر پایدارتر و بادوام‌تر از فلز استاندارد تیم بود.

هیدروژن از طریق عبور جریان برق بین دو قطعه فلز معلق در آب تولید می‌شود؛ در طی این فرآیند، گاز‌های هیدروژن و اکسیژن آزاد می‌شوند. در حالی که می‌توانید از منابع انرژی تجدیدپذیر برای تأمین برق استفاده کنید، همچنان به مقدار زیادی از آن - به همراه فلزات گرانبها - برای تولید هیدروژن نیاز دارید. افزودن یک کاتالیزور به این مخلوط می‌تواند فرآیند را کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر کند.

پس از شناسایی آلیاژ کاتالیزور ایده‌آل توسط هوش مصنوعی، محققان از اشعه‌های ایکس فوق‌العاده روشن برای ارزیابی عملکرد آن در طول واکنش استفاده کردند. آنها در مرکز Canadian Light Source، یک مرکز تحقیقاتی در دانشگاه ساسکاچوان که مجهز به سینکروترونی است که گفته می‌شود "میلیارد‌ها بار درخشان‌تر از خورشید" است، آزمایش‌هایی انجام دادند.

این امکان به آنها داده شد که مشاهده کنند "چگونه ترتیب‌های اتمی [کاتالیزور شناسایی شده توسط هوش مصنوعی] تغییر می‌کند و به میزان برقی که وارد می‌کنیم پاسخ می‌دهد" و نتیجه گرفتند که این گزینه‌ای قوی برای تولید هیدروژن سبز است.

آیا می‌توان آن را در مقیاس بزرگتر تولید کرد؟

گام بعدی، البته، آزمایش این آلیاژ در شرایط واقعی و مشاهده عملکرد آن است. این می‌تواند هیدروژن سبز را به عنوان یک سوخت پاک گزینه‌ای عملی‌تر کند. این یکی از بسیاری از پیشرفت‌های اخیر در تولید هیدروژن از سراسر جهان است.

به عنوان مثال، دانشمندان در RMIT استرالیا سال گذشته فرآیند تولید هیدروژن سبز با کارایی بالا و هزینه کم با استفاده از آب دریا و یک کاتالیزور جدید را ابداع کردند. همچنین روش غشای تبادل پروتون برای تولید هیدروژن به صورت ارزان‌تر، اخیراً اختراع شده است که باید آن را دنبال کنیم؛ و ما هفته گذشته گزارش دادیم که دانشمندان سوئیسی روشی ارزان و کارآمد برای ذخیره هیدروژن برای ماه‌ها بدون از دست دادن آن به اتمسفر طراحی کردند.

برنامه محققان دانشگاه تورنتو به دنبال نوآوری DeepMind در سال گذشته است، که ابزار GNoME آن به کشف ۲.۲ میلیون کریستال جدید کمک کرد که می‌تواند در ابررسانا‌ها و باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی نسل بعدی استفاده شود. هر دو پیشرفت نشان‌دهنده توانایی خارق‌العاده و سرعت خیره‌کننده‌ای است که هوش مصنوعی می‌تواند به ما در یافتن مواد مفید برای فناوری آینده کمک کند. برخی از دیگر تحولات قابل توجه شامل یک شبکه عصبی است که به کشتی‌ها ۵ دقیقه قبل از ظهور موج‌های غول‌پیکر هشدار می‌دهد و غربالگری هوشمندتر سرطان پستان است.

مقاله‌ای در مورد تحقیقات دانشگاه تورنتو در مجله انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است.