Cercetătorii din IISc au detectat 9.389 de reacții chimice distincte care se produc pe suprafața unui catalizator de cupru, utilizând inteligența artificială și simulări computerizate de ultimă generație, conform ScienceDaily.
În revista Nature Communications, a fost publicat un studiu care a evidențiat mecanisme chimice neadresate de modelele clasice. Aceste descoperiri ar putea sprijini crearea unor catalizatori cu performanță superioară pentru conversia dioxidului de carbon în produse valoroase, printre care metanolul.
În ce mod se poate transforma dioxidul de carbon într-un combustibil
Citește șiCum să-ți organizezi produsele de machiaj și cosmeticele. Idei practice pentru spații mici
hidrogenarea reprezintă una dintre strategiile viabile pentru refolosirea dioxidului de carbon. În acest procedeu, CO2 se combină cu hidrogenul sub acțiunea unui catalizator, rezultând compuși precum metanolul.
Procesul conține un număr considerabil de reacții chimice, iar pentru a simula toate fazele posibile ar fi necesară o putere de calcul uriașă. Prin urmare, modelele convenționale analizează doar reacțiile considerate esențiale și pot omite et
„Am pornit de la o preocupare familiară oricui studiază mecanismele de reacție: cum știi că rețeaua ta de reacții nu a omis tocmai etapa care contează?”
Anand Mohan Verma, autorul principal al studiului, a precizat.
Mai mult de 9.000 de reacții chimice au fost descoperite de IA.
În prima etapă, Cercetătorii au apelat la simulări de mecanică cuantică pentru a construi o bază de date ce cuprinde 152 reacții, iar în continuare au antrenat modele de inteligență artificială pentru a detecta alte transformări posibile.
Prin urmare, rețeaua inițială a fost extinsă la 9.389 de reacții chimice, în urma examinării 105 de specii chimice care se găseau pe suprafața catalizatorului.
Diferența a fost marcantă. Modelul inițial a atribuit greșit acidul formic ca principal produs al reacției, în loc de metanol, și a subestimat volumul de CO2 ce putea fi convertit.
Odată cu extinderea rețelei, volumul estimat de CO2 convertit a înregistrat o creștere de aproape 40 de ori față de proiecția inițială. Modelul nou a recunoscut cu precizie metanolul și monoxidul de carbon ca principalele produse, confirmând astfel rezultatele experimentale.
„Abia când am extins rețeaua pentru a include mii de reacții suplimentare, ignorate anterior, predicțiile au ajuns să corespundă cu ceea ce observăm noi și alți cercetători în experimente”, a explicat Ananth Govind Rajan, profesor asociat la IISc.
mecanism neasteptat ar putea conduce la producerea combustibililor cu eficiență sporită.
Hidrogenul poate participa la reacțiile chimice printr-un mecanism surprinzător, a constatat cercetătorii.
În anumite faze, hidrogenul poate fi direcționat direct către substanțe intermediare sub forma de molecule H2, fără a fi necesară separarea sa prealabilă în atomi individuali.
„Ideea că hidrogenul poate fi transferat ca moleculă intactă, fără să se descompună mai întâi în atomi, contrazice ceea ce am învățat majoritatea dintre noi”
a spus Shivam Chaturvedi, coautor al cercetării.
Descoperirea ar putea sprijini progresul unor catalizatori mai performanți pentru fabricarea metanolului din CO2.
Cercetătorii susțin că această tehnică ar putea fi extinsă la alte procese industriale, inclusiv reducerii azotului și descompunerii apei, deschizând noi perspective pentru optimizarea tehnologiilor de producție a combustibililor și a substanțelor chimice.
COMENTARII / 0