Ученые собираются добывать водород из воды с помощью искусственного интеллекта

Москва, 13:23, 29 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Ученые из Университета Глазго утверждают, что новый метод более эффективного извлечения водорода из воды может помочь в создании устойчивого топлива.

В новой статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Communications, исследователи из университетов в Великобритании, Португалии, Германии и Венгрии описывают, как пульсирующий электрический ток через слоистый катализатор позволил им почти удвоить количество водорода, произведенного на милливольт использованного электричества во время процесса.

Электролиз, процесс, который, вероятно, знаком всем, кто изучал химию в старших классах, использует электрический ток для расщепления связей между атомами водорода и кислорода в воде, выделяя водород и газообразный кислород. Если электрический ток для процесса электролиза генерируется с помощью возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра или солнечная энергия, весь процесс не выделяет дополнительный углерод в атмосферу, тем самым не изменяя климата. Газообразный водород можно затем использовать в качестве источника топлива с нулевыми выбросами в некоторых видах транспорта, таких как автобусы и автомобили, или для отопления домов.

Исследования группы ученых были сосредоточены на поиске более эффективного способа получения водорода посредством реакции электрокаталитического расщепления воды. Оказалось, что электроды, покрытые катализатором из теллурида молибдена, показывают увеличение количества газообразного водорода, образующегося во время электролиза, когда применяется особая схема сильноточных импульсов. Оптимизируя импульсы тока через кислотный электролит, они могут уменьшить количество энергии, необходимое для получения заданного количества водорода, почти на 50%.

Доктор Алексей Ганин из Школы химии Университета Глазго руководил исследовательской группой.

Д-р Ганин сказал: «В настоящее время Великобритания удовлетворяет около трети своих потребностей в производстве энергии за счет возобновляемых источников, а в Шотландии этот показатель составляет около 80%».

«Эксперты прогнозируют, что мы скоро достигнем точки, в которой мы будем производить больше возобновляемой электроэнергии, чем потребляют наши потребители».

«Тем не менее, в настоящее время избыток генерируемой энергии должен использоваться в том виде, в каком он произведен, иначе он уходит в отходы. Крайне важно, чтобы мы разработали надежный набор методов для хранения энергии для последующего использования».

«Батареи являются одним из способов сделать это, но водород является очень многообещающей альтернативой. Наше исследование дает новое важное представление о производстве водорода из электролиза более эффективно и экономно, и мы стремимся продолжить этот многообещающий путь исследований».

Поскольку уровень каталитического усиления контролируется электрическими токами, последние достижения в машинном обучении могут быть использованы для точной настройки правильной последовательности приложенных токов для достижения максимальной производительности. Следующим этапом для команды является разработка протокола искусственного интеллекта, который заменит человеческий вклад в поиск наиболее эффективных электронных структур, используемых в подобных каталитических процессах.

Статья под названием «Быстрая электрохимическая активация MoTe2 для реакции выделения водорода» опубликована в Nature Communications.