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人工智能

AI帮助科学家找到绿氢最佳催化剂 比旧配方好20倍

来源:中国时报2024-09-05 18:0779

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新阿特拉斯(New Altas)报导,AI人工智能发展迅速,应用到自驾汽车,甚至可能取代出租车。但是许多科学家对这种发展不以为然,他们表示现在的AI用于服务业是搞错方向,AI应该是协助人类处理琐碎的「找材料」。在最近一个例子中,多伦多大学(UoT)的研究人员透过AI的运算能力,找到最佳的效率生产绿色氢气的催化剂,节省了好几年的的实验时间。

催化剂又称「触媒」,在化学反应中,它们不会介入反应,但是却会加快反应,这使得生成与化合的过程变的极其有效率,因此常被形容是「真实的点金石」。历史上最著名的催化剂事例,是第一次世界时期德意志帝国的「哈伯法制氨」(Haber Process),在200个大气压及摄氏400度的环境下,以高温铁做为催化剂,成功将氮气及氢气合成为产生氨气。由于氨是氮肥的原材料,对农业生产相党关键,这使得哈伯法制氨被称为「从空气中产面包」的过程。

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而在制作氢气方面,氢气如何制作?电解法是最常见的手段,利用电解水,可以释放出氢气和氧气。如果我们使用再生能源来供电,那么产出的氢气就相当环保,称为「绿色氢气」。但是需要大量可再生能源以及昂贵的金属来生产氢气,所以科学家希望引入催化剂,使电解过程程更加高效且更具成本效益。

初中物理课提到的「二氧化锰」就是最常见一种金属氧化物催化剂,现在科学家要找的,当然是更好、更具效率的配方。于金属氧化物有数十亿种,要开发出一种能够满足研究人员所需条件的合金,其间还要不断的反复实验以证明效果,一但无效又要重来再来,因此经常需要花费数年时间。

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现在,多伦多大学博士后研究员阿贝德(Jehad Abed)所带领的研发团队,开发了一个AI程序,由它们去运算36,000多种现已知的金属氧化物原材料,以了解哪种配方是生产氢气的最效催化剂。非常有效率的,AI人工智慧在几天之内就找到了一个强有力的候选配方,再经过几轮的参数调整后,该计划确定了一种由特定比例的钌、铬和钛组成的合金,并且证明,这种配方的稳定性和耐用性,是团队基准金属的20倍。

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研究团队还想要进一步了解原理,他们利用了「比太阳亮数十亿倍」的同步加速器以确定在原子层面的反应过程,证实「AI识别的催化剂」,原子排列如何变化,并对通过的电力做出反应。

下一步的研究是在现实条件下测试合金,看看它是否能发挥作用。这可能使绿氢作为清洁燃料成为更可行的选择。

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