MIT аммиак өндірісінің энергия шығынын төмендететін катализаторларды іздеу үшін ЖИ қолданады
Материал бірнеше дереккөз негізінде жасанды интеллектпен дайындалды — түпнұсқаларға сілтемелер төменде.
MIT зерттеушілері аммиакты электрохимиялық жолмен өндірудегі энергия шығынын азайтатын катализатор комбинацияларын табу үшін жасанды интеллектке негізделген әдіс әзірледі. Бұл тәсіл реакцияның негізгі тар жолдарын еңсеретін қорытпаларды болжау үшін кванттық-механикалық есептеулер мен машиналық оқытуды пайдаланады. Бүгінде аммиак өндірісі әлемдік энергияның шамамен 2%-ын тұтынып, парниктік газдар шығарындыларының 1,5%-ын құрайды.
Негізгі фактілер
- Аммиак өндірісі әлемдік энергияның шамамен 2%-ын тұтынады және жаһандық парниктік газдар шығарындыларының шамамен 1,5%-ын құрайды.
- Әлемде жыл сайын өндірілетін 200 миллион тонна аммиактың шамамен 80%-ы азот тыңайтқыштарына жұмсалады.
- Константин Атанитис бастаған MIT зерттеушілері аммиакты электрохимиялық синтездеу үшін қорытпа комбинацияларын болжау мақсатында кванттық-механикалық есептеулер мен машиналық оқытуды қолданды.
- Аммиакты электрохимиялық синтездеу қазба отынынан алынатын сутекті, сондай-ақ Габер-Бош процесінде қолданылатын жоғары температура мен қысымды электр, су және азотпен алмастырады.
ЖИ көмегімен катализатор іздеу
MIT зерттеушілері аммиакты электрохимиялық өндіруге қажетті энергияны барынша азайтатын катализатор комбинацияларын анықтау үшін ЖИ мен кванттық-механикалық есептеулерді қолданатын әдіс әзірледі. Мыңдаған қорытпаларды бір-бірден синтездеп, сынаудың орнына зерттеушілер аммиак өндірісіндегі энергия шығынын барынша азайтатын комбинацияларды болжау үшін ЖИ пайдаланады. Зерттеуші Константин Атанитистің жетекшілігімен MIT командасы реакцияның әртүрлі сатыларын қандай микроскопиялық қасиеттер басқаратынын анықтау үшін кванттық-механикалық есептеулерді қолданды, содан кейін азот диссоциациясы мен сутек тасымалы сияқты тар жолдарды қандай қорытпалар еңсере алатынын болжау үшін машиналық оқыту модельдерін үйретті. MIT металл нитридтерінен жасалған катализаторларға назар аударды, өйткені олардың құрамындағы азот аммиак өндірісіне қатыса алады, бұл ауадағы азот молекулаларын ыдыратуға қажетті энергияның бір бөлігін азайтады.
Электрохимиялық аммиак синтезінің қиындықтары
Аммиакты электрохимиялық синтездеу дәстүрлі Габер-Бош процесіне балама ретінде ондаған жылдар бойы зерттеліп келеді. Электрохимиялық синтез қазба отынынан алынатын сутекті, сондай-ақ Габер-Бош процесінде қолданылатын жоғары температура мен қысымды электр, су және азотпен алмастырады. Егер бұл электр энергиясы төмен көміртекті көздерден алынса, аммиакты шикізат ретінде табиғи газ немесе көмірсіз өндіруге болады. Аммиакты электрохимиялық өндіру өнеркәсіптік ауқымда Габер-Бош процесімен бәсекелесу үшін әлі де тым баяу және тиімсіз болып отыр, қиындықтардың едәуір бөлігі азотқа байланысты. Зерттеушілердің айтуынша, азот молекуласындағы екі атом өте берік үштік байланыспен ұсталып тұр, оны үзу үшін азот аммиак түзу реакциясына түспес бұрын жоғары энергия қажет.
1 дереккөз
MIT аммиак өндірісінің энергия шығынын төмендететін катализаторларды іздеу үшін ЖИ қолданады
