来自三位一体学院都柏林的科学家们已经采取了一个巨大的步伐,旨在解决一个完全可再生,清洁能源的世界,水将是唯一的废物产品。
减少人类的二氧化碳(二氧化碳)排放可以说是21世纪文明面临的最大挑战 - 特别是鉴于越来越多的全球人口和随之而来的加强能源需求。
Trinity团队背后的最新突破组合化学智能智能电脑,找到了一个“圣杯”的催化之一。
希望一个灯塔是我们可以使用可再生电力来分裂水(H2O)来生产富能的氢(H2),然后可以将其储存并用于燃料电池。这是一种特别有趣的展望,在风和太阳能源产生电力以分割水的情况下,这将使我们能够在可再生来源无法使用时储存能源。
然而,基本问题是水非常稳定,需要大量的能量来分手。特别主要的障碍是清楚的是与氧气产生相关的能量或“过势”,这是分裂水产生H2的瓶颈反应。
尽管某些元素在分裂水中有效,例如钌或铱(周期表的两个所谓的贵金属),但这些是对商业化的昂贵。其他,更便宜的选择倾向于在其效率和/或其稳健性方面受到振奋。事实上,目前,没有人发现催化剂,其在很大一段时间内具有成本效益,高度活跃和稳健。
那么,你如何解决这样的谜语?在想象实验室外套,眼镜,烧杯和有趣的气味之前停下来。这项工作完全通过电脑完成。
通过将化学家和理论物理学家汇集在一起,三一团队背后的最新突破组合智能化学智能的计算机,找到了催化的“神圣格拉林”之一。
由MaxGarcía-Melchor教授领导的团队在调查产生氧气的分子时,发现了至关重要的发现:科学一直在低估了一些更反应性催化剂的活动,因此,可怕的“过势”障碍现在似乎更容易清晰。此外,在精炼用于预测水分裂催化剂效率的长期接受的理论模型中,它们使人们更容易获得人员(或超级计算机)来寻找难以捉摸的“绿子弹”催化剂。
Lead作者,迈克尔克雷格,三位一体,很高兴能够使用这种洞察力。他说:“我们知道我们现在需要优化的是什么,所以它只是找到合适组合的情况。”
Max Garcia-Melchor教授和博士。候选人,三一学院都柏林迈克尔·克雷格,寻找“绿子弹”催化剂。
该团队旨在现在使用人工智能将大量的土壤丰富的金属和配体(在评估近乎无限组合产生最大承诺的情况下,将大量的土壤丰富的金属和配体(其中粘合在一起以产生催化剂)。
组合,曾经看起来像一个空的画布现在看起来更像是一个逐个数字,因为该团队已经建立了理想催化剂的设计基本原则。
MaxGarcía-Melchor教授补充说:“鉴于寻找绿色能源解决方案的需求越来越需要,科学家们一段时间没有令人惊讶的是,一段时间,一直狩猎魔法催化剂,让我们能够以成本效益,可靠的方式刷新水化学。然而,这毫不夸张地说,现在这样的狩猎是类似于在干草堆中寻找针。我们还没有超过整理线,但我们已经大大减少了干草堆的大小,我们相信人工智能将帮助我们在大量的剩余干草中徘徊。“
他还强调:“这项研究非常令人兴奋,原因很大,在使世界成为一个更可持续的地方起着作用会令人难以置信。此外,这表明,当来自不同学科的研究人员聚集在一起时,将他们的专业知识应用于解决影响我们每个人的问题的人来说,这就展开了什么。“
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MaxGarcía-Melchor教授是一位Ussherher助理教授,位于Trinity和高级作者的里程碑类别,刚刚在领先的国际期刊,自然通信中发表。
参考:“普遍设计与近零过度的分子水氧化催化剂的理性设计”由Michael John Craig,Gabriel Coulter,Eoin Dolan,JoaquínSoriano-López,埃里克·索里亚诺 - 托雷斯,Wolfgang Schmitt和MaxGarcía-Melchor,11月8日2019年,自然传播.DOI:
10.1038 / s41467-019-12994-W
合作作者包括Gabriel Coulter,以前的Trinity,现在在剑桥大学学习MSC; Eoin Dolan以前是Trinity,现在在巴黎完成伊拉斯马州Mundus联合MSC学位; JoaquínSoriano-LòPEZ博士,MSCA-Edge系列在Trinity的化学学院; Trinity的化学学院,Trinity的化学化学和沃尔夫冈施教授博士伙伴兼博士。
该研究得到了科学基金会爱尔兰和爱尔兰高端计算中心(ICHEC)的支持,该团队在爱尔兰最先进的超级计算机设施中受益于4,500,000个CPU小时。