Ученые принимают шаги к полностью возобновляемым источникам энергии

Ученые из Тринити-колледжа в Дублине сделали огромный шаг к решению загадки, которая обеспечивала бы мир с полностью возобновляемой, чистой энергии, из которого вода будет единственным продуктом отходов.

Диоксид сокращения человечества углерода (СО2) является, пожалуй, самой большой проблемой для цивилизации 21-го века, особенно с учетом постоянно растущего мирового населения и возросших потребностей в энергии, которые приходят с ней.

Одним лучом надежды является идея, что мы могли бы использовать возобновляемые источники энергии для расщепления воды (H2O) с образованием богатых энергией водорода (Н2), которые затем могут быть сохранены и использованы в топливных элементах. Это особенно интересные перспективы в ситуации, когда ветровые и солнечные источники энергии вырабатывают электричество для расщепления воды, так как это позволит нам сохранить энергию для использования, когда те возобновляемых источников энергии.

Существенная проблема, однако, заключается в том, что вода является очень стабильным и требует большой энергии, чтобы разбить. Особенно серьезным препятствием для очистки-это энергия или «перенапряжение», связанные с производством кислорода, который является узким местом в реакции расщепления воды для производства Н2.

Хотя некоторые элементы являются эффективными при расщеплении воды, таких как рутений или иридий (два из так называемых благородных металлов в периодической таблице), это запредельно дорого для коммерциализации. Другие, более дешевые варианты, как правило, страдают с точки зрения их эффективности и/или их надежности. На самом деле, в настоящее время никто не обнаружил катализаторы, которые являются экономически эффективными, очень активный и надежную на значительные периоды времени.

Итак, как можно решить такую загадку? Остановись, пока ты не представляешь халатах, стаканы, мензурки и смешно запахи; эта работа была выполнена с помощью компьютера.

Путем объединения усилий химиков и физиков-теоретиков, Троице команда за последний прорыв в сочетании химия СМАРТС с очень мощными компьютерами, чтобы найти один из «святых граалей» катализа.

Команда, возглавляемая профессором Макс Гарсиа-Мельчор, сделали важное открытие при исследовании молекул, которые производят кислород: наука была недооценка активности некоторых химически активных катализаторов и, как следствие, страшный «перенапряжения» барьер кажется сейчас проще найти. Кроме того, в уточнении давно принятой теоретической модели, используемой для прогнозирования эффективности катализаторов расщепления воды, они сделали это неизмеримо проще для людей (или супер-компьютеры) в поисках неуловимого «зеленая пуля» катализатора.

Ведущий автор исследования, Майкл Крэйг, Тринити, рада поставить это понимание использовать. Он сказал: «Мы знаем, что нам нужно сейчас оптимизировать, так это просто случай нахождения правильной комбинации».

Команда стремится сейчас использовать искусственный интеллект, чтобы положить большое количество земли-в изобилии металлов и лигандов (что склеить их вместе для создания катализаторов) в плавильный котел, прежде чем оценивать, какой из почти бесконечные комбинации приносят наибольшие надежды.

В сочетании, то, что раньше выглядело как пустой холст, теперь больше похожа на раскраску, как группа установила основные принципы создания идеального катализаторов.

Профессор Макс Гарсиа-Мельчор добавил: «Учитывая все более настоятельная необходимость, чтобы найти энергосберегающие решения неудивительно, что ученые, в течение некоторого времени, охотился за волшебным катализатором, который позволит расщепить воду электрохимически экономичным, надежным способом. Тем не менее, не будет преувеличением сказать, что до сих пор такой охоты был сродни тому, что искать иголку в стоге сена. Мы не на финише, но мы значительно уменьшили размер стог сена и мы убеждены, что искусственный интеллект поможет нам поглощать большое количество оставшееся сено».

Он также подчеркнул, что: «это исследование является чрезвычайно интересной по ряду причин и было бы невероятно, чтобы играть важную роль в обеспечении мира более устойчивое место. Кроме того, это показывает, что может произойти, когда ученые из различных дисциплин собрались вместе, чтобы применить свои знания, чтобы попытаться решить проблему, которая затрагивает каждого из нас».

сделать разницу: спонсорские возможности