Od ugljen-dioksida do goriva: Naučnici uz pomoć AI otkrili ono što su dosadašnji modeli propuštali

Naučnici sa Indijskog instituta za nauku otkrili su 9.389 hemijskih reakcija koje bi mogle da pomognu u efikasnijem pretvaranju ugljen-dioksida (CO₂) u metanol i druga vredna hemijska jedinjenja. Kombinovanjem veštačke inteligencije i kompjuterskih simulacija istraživači su identifikovali hiljade reakcija koje su dosadašnji modeli previđali.

Jedan od načina za korišćenje ugljen-dioksida jeste hidrogenizacija, proces u kojem CO₂ reaguje sa vodonikom uz pomoć katalizatora, pri čemu mogu nastati jedinjenja poput metanola, koji se koristi kao gorivo i sirovina u hemijskoj industriji.

Černobilj 40 godina kasnije: Sićušne čestice nuklearnog goriva i dalje su netaknute

Da li je Mont Everest oduvek bio najviši vrh: Naučnici otkrivaju tragove drevnih planinskih džinova

Međutim, ovaj proces obuhvata veliki broj reakcija na površini katalizatora, pa je njihovo detaljno proučavanje izuzetno zahtevno. Zbog toga se naučnici često usredsređuju na ograničen broj koraka, što može dovesti do izostavljanja važnih hemijskih procesa.

Istraživački tim je najpre pomoću kvantnomehaničkih simulacija analizirao 152 reakcije na bakarnom katalizatoru, a zatim je modele mašinskog učenja koristio za procenu energetskih barijera i pronalaženje dodatnih mogućih reakcija. Tako je početna mreža proširena na čak 9.389 reakcija.

Prošireni model dao je znatno preciznije rezultate. Prvobitni model pogrešno je predvideo da će glavni proizvod biti mravlja kiselina, a ne metanol, i potcenio količinu pretvorenog CO₂. Kada su uključene dodatne reakcije, predviđanja su se uskladila sa eksperimentalnim rezultatima, a procenjeni stepen pretvaranja ugljen-dioksida bio je oko 40 puta veći nego u početnom modelu.

Istraživači su otkrili i neočekivan način prenosa vodonika: u pojedinim reakcijama on može da se prenosi u obliku molekula H₂, umesto da prethodno bude razdvojen na pojedinačne atome. Ovaj mehanizam mogao bi da pomogne u razvoju katalizatora koji efikasnije podstiču proizvodnju metanola.

Metoda bi mogla da se primeni i u proučavanju drugih hemijskih procesa, uključujući pretvaranje azota i razlaganje vode.

Naučnici se nadaju da će im detaljnije razumevanje ovih reakcija pomoći da razviju efikasnije postupke za proizvodnju goriva i industrijskih hemikalija.

Najviša stabla na svetu teško podnose ekstremne vrućine: Naučnici otkrili šta se događa

Od 2027. nova pravila za merenje vremena: Kako će se ukidanje prestupnih sekundi odraziti na svet