Worcester Politexnik İnstitutu tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriYalnız termal isitmə şəraitində müxtəlif katalizatorlarda NH ₃ parçalanması üçün çoxölçülü simulyasiyalar . Kredit: Təbiət Kimya Mühəndisliyi (2025). DOI: 10.1038/s44286-025-00287-7

Enerji səmərəliliyini artırmaq və hidrogen yanacağı istehsalının karbon izini azaltmaq üçün Worcester Politexnik İnstitutunun Kimya Mühəndisliyi Departamentinin dosenti Fanglin Che, maşın öyrənməsi və hesablama modelləşdirmənin gücü və potensialından istifadə edir. Onun rəhbərlik etdiyi çoxlu universitet komandası Nature Chemical Engineering jurnalında yenicə dərc edilmiş bir araşdırmanı tamamladı . Tədqiqat daha təmiz və daha səmərəli hidrogen istehsalını asanlaşdırmaq potensialına malik katalizatorları müəyyən etmək üçün süni intellektdən istifadə edib.

Məqalədə Che və komanda iki problemin öhdəsindən gəlmək üçün yeni strategiya təqdim edirlər:

• Karbon dioksidi buraxmayan bir yanacaq olan hidrogenin daha çox qəbul edilməsinə mane olan istehsal maneələri
• Daha təmiz hidrogen istehsalı üçün optimal katalizatorlar olan materialları müəyyən etmək üçün lazım olan vaxt

Ətraf mühitin davamlılığını yaxşılaşdırmaq və təmiz enerjinin əlçatanlığını artırmaq səyləri uzun müddətdir hidrogen üzərində cəmlənmişdir. Bununla belə, hidrogen tez-tez karbon qazı yaradan qalıq yanacaqlardan istifadə etməklə istehsal olunur .

Hidrogen istehsal etmək üçün alternativ üsul, karbonsuz ammonyakın hidrogen də daxil olmaqla elementlərinə parçalanması üçün katalizatordan istifadə etməkdir. Bununla belə, hazırda nəzərdə tutulduğu kimi bu yanaşma çox yüksək temperatur tələb edir ki , bu da tez-tez qalıq yanacaqlar tərəfindən istehsal olunan çoxlu enerjidən, həmçinin katalizator kimi istifadə edilən bahalı nadir metal olan ruteniumdan istifadə etməklə əldə edilir.

Çenin komandası ənənəvi kimyəvi reaksiyalardan daha aşağı temperaturda həyata keçirilə bilən plazma texnologiyasından istifadə edərək ammonyakın parçalanması yolu ilə hidrogen istehsalının karbon izini azaltmağı təklif edir. Tədqiqatçılar həmçinin katalizator kimi dəmir-mis və ya nikel-molibden kimi daha çox tapılan və ucuz metal ərintilərindən istifadə etməyi təklif edirlər. Onların təhlili bu metodun daha az enerji sərf edəcəyini və hidrogen istehsalına indiki yanaşmaları yerinə yetirəcəyini tapdı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1759825161&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-ai-catalysts-hydrogen-production-hurdles.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1759825160945&bpp=1&bdt=102&idt=56&shv=r20251006&mjsv=m202510020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1759825011%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1759825011%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1759825011%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3707274677808&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2086&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094977%2C31095048%2C31095050%2C31095053%2C31095055%2C31095082%2C95370627%2C95372357%2C95344787&oid=2&pvsid=8122662313925726&tmod=346116123&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=202

Katalizatorların müəyyən edilməsi

Mümkün katalizatorlar kimi nəzərdən keçirilməli olan 3300-dən çox bimetalik ərinti ilə hər birinin ənənəvi təcrübələrdən istifadə edərək laboratoriyada sınaqdan keçirilməsi uzun sınaq və səhv dövrü aparacaq. Kompüter modellərindən və süni intellektdən istifadə edərək , Che komandası plazma yardımlı ammonyak parçalanmasında rutenium katalizatorlarını üstələyən Yerdə bol metal ərintilərini müəyyən etmək üçün şərh edilə bilən maşın öyrənmə alqoritmlərini inkişaf etdirdi.

Simulyasiyaların və maşın öyrənmənin bu birləşməsi uyğun olmayan materialları tez bir zamanda aradan qaldıraraq prosesi asanlaşdırdı və bol və asanlıqla əldə edilən kritik olmayan minerallardan altı namizədi müəyyənləşdirdi. Laboratoriya testləri metal ərintilərinin gözlənilən performansını təsdiqlədi və nəticədə tədqiqatçılar ən yaxşı katalizator kimi dörd ərinti seçdilər.

Potensial tətbiqlər

Che komandası hesab edir ki, hidrogen istehsalına bu yeni yanaşma mövcud üsullardan daha sərfəli və daha təmiz olmaq potensialına malikdir. Bundan əlavə, ammonyakın saxlanması və daşınması asan olduğundan, bu proses gəmilərdə hidrogen istehsalını təmin edə bilər və dəniz gəmilərinin hidrogen yanacaq elementləri ilə təchiz edilməsinə imkan verə bilər.

WPI-də Che’s MAC (Modeling and AI in Catalysis) laboratoriyası proqnozlar hazırlamaq üçün çoxölçülü simulyasiyaları şərh edilə bilən maşın öyrənməsi ilə birləşdirdi.

Che deyir: ” Nature Chemical Engineering ” jurnalında dərc olunmaq laboratoriyamız üçün əlamətdar hadisədir. “Kimyəvi prosesləri daha enerji səmərəli və ekoloji cəhətdən təmiz etmək üçün hesablama və süni intellekt üsullarından istifadə edərək böyük irəliləyiş əldə edirik.”

Çinin Dalian Texnologiya Universitetinin tədqiqatçıları laboratoriya əsaslı doğrulama təcrübələri həyata keçiriblər. Northeastern Universitetinin tədqiqatçıları iqtisadi və ekoloji təhlil aparıblar ki, bu da plazma texnologiyasının kiçik modul reaktorlarda tətbiq edildikdə hidrogen istehsalında xərcləri və karbon emissiyalarını azaldır.

Daha çox məlumat: Saleh Ahmat İbrahim və başqaları, Hidrogen istehsalı üçün şərh edilə bilən maşın öyrənməsi ilə idarə olunan plazma kataliz, Təbiət Kimya Mühəndisliyi (2025). DOI: 10.1038/s44286-025-00287-7

Jurnal məlumatı: Təbiət Kimya Mühəndisliyi 

Worcester Politexnik İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir