Phương pháp sản xuất hydrogen xanh giá rẻ

Các nhà nghiên cứu đang sử dụng AI để thúc đẩy quá trình sản xuất hydrogen xanh.

Thông thường, để sản xuất hydrogen xanh, điện được tạo ra từ các nguồn tái tạo, sau đó được dẫn qua hai điện cực kim loại nằm trong nước. Quá trình này dẫn đến việc giải phóng khí oxy và hydro. Tuy nhiên, quy trình này lại đang tiêu tốn nhiều năng lượng và phụ thuộc vào các kim loại quý hiếm và đắt đỏ.

Để giải quyết vấn đề này, mới đây các nhà khoa học đã xác nhận với cơ sở nghiên cứu Canadian Light Source (CLS) thuộc đại học Saskatchewan, Canada rằng, công thức chất xúc tác do AI tạo ra đang mang lại một phương pháp hiệu quả hơn để sản xuất nhiên liệu hydrogen.

Họ đã kết hợp các kim loại và tìm kiếm hợp kim tối ưu để đóng vai trò như một chất xúc tác, giúp cho phản ứng trở nên hiệu quả và tiết kiệm hơn. Thông thường, bước này đòi hỏi nhiều vòng thử nghiệm và rất tốn thời gian.

Nhưng, chương trình do AI phát triển đã tăng tốc quá trình tìm kiếm hợp kim phù hợp.

Theo Jehad Abed, thành viên nhóm phát triển, việc tìm kiếm liên quan đến hàng trăm triệu hoặc hàng tỷ loại hợp kim.

Nhằm rút ngắn thời gian, chương trình do AI phát triển đã phân tích hơn 36.000 tổ hợp oxit kim loại thông qua các mô phỏng ảo, để xác định tổ hợp có tiềm năng nhất. Sau đó, Abed đã thử nghiệm tổ hợp oxit kim loại được cho là phù hợp nhất, để xác minh các dự đoán của chương trình.

Tiếp theo, nhóm đã sử dụng tia X siêu sáng của CLS để đánh giá hiệu suất của chất xúc tác trong suốt quá trình phản ứng.

“Điều chúng tôi cần làm là sử dụng ánh sáng rất sáng tại CLS để chiếu lên vật liệu và xem cách sắp xếp nguyên tử sẽ thay đổi và phản ứng với lượng điện mà chúng tôi đưa vào,” Abed giải thích.

Các nhà nghiên cứu cũng đã sử dụng nguồn sáng Photon tiên tiến tại phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne ở Chicago, Mỹ. Như Abed đã chỉ ra, hợp kim kết hợp ruthenium, crom và titanium theo tỷ lệ cụ thể hiện đang là lựa chọn có nhiều tiềm năng nhất.

Hợp kim được đề xuất bởi AI cho thấy sự ổn định và độ bền gấp 20 lần so với kim loại tiêu chuẩn. Điều này chứng tỏ loại hợp kim này bền bỉ và có tính hiệu quả cao.

Mặc dù chương trình do AI phát triển cho thấy tiềm năng lớn, hợp kim mới này vẫn cần được thử nghiệm rộng rãi để đảm bảo nó hoạt động tốt trong điều kiện thực tế, theo Abed.

Máy tính đã xác định chính xác hợp kim có tính hiệu quả và ổn định hơn, đánh dấu một bước đột phá trong phương pháp tìm kiếm các chất xúc tác trong sản xuất hydrogen. Quy trình này, vốn sẽ mất nhiều năm để con người thử nghiệm, có thể được máy tính mô phỏng chỉ trong vài ngày.

Do đó, các nhà nghiên cứu vẫn lạc quan rằng, AI sẽ cung cấp một con đường nhanh hơn để năng lượng xanh được sử dụng một cách rộng rãi.