Ученые делают шаги в направлении полностью возобновляемой энергетики

Ученые из Тринити-колледжа Дублина совершили значительный шаг к, открытию которое может обеспечить мир полностью возобновляемой и чистой энергией, при этом единственным продуктом отхода остается вода.

Уменьшение выбросов углекислого газа (CO₂) вероятно является одной из наиболее значимых задач 21-го века, особенно учитывая рост населения и увеличение потребности в энергии.

Идея использования возобновляемой электроэнергии для расщепления воды (H₂O) на богатый энергией водород (H₂), который можно хранить и использовать в топливных элементах, представляет собой надежду на будущее. Эта перспектива особенно обнадеживающа, когда электроэнергия производится из источников ветра и солнца, так как это обеспечивает возможность хранения энергии для использования в периоды, когда возобновляемые источники недоступны.

Однако существует серьезная проблема: для расщепления воды требуется большое количество энергии, и процесс сопровождается "перенапряжением" при выделении кислорода, что делает его непрактичным.

Несмотря на то, что некоторые благородные металлы, такие как рутений и иридий, эффективны при расщеплении воды, их использование слишком дорого. Дешевые альтернативы обычно не обеспечивают высокую эффективность и надежность. В настоящее время не существует экономически эффективных, высокоактивных и надежных катализаторов для этой реакции.

Итак, как разгадать эту загадку? Это происходит без лабораторных экспериментов и химических реакций, а с помощью мощных компьютеров и объединения знаний химиков и физиков-теоретиков.

Команда из Тринити-колледжа, под руководством профессора Макса Гарсиа-Мельчора, сделала важное открытие, изучая молекулы, производящие кислород. Оказалось, что некоторые катализаторы, ранее считавшиеся менее активными, на самом деле обладают высокой активностью, и это может смягчить проблему "перенапряжения". Усовершенствовав теоретическую модель для оценки эффективности катализаторов, они сделали поиск "зеленой пули" более доступным.

"Мы знаем, что нам нужно оптимизировать сейчас, так что это всего лишь случай поиска правильных комбинаций", — Ведущий автор, Майкл Крейг.

Теперь команда намерена использовать искусственный интеллект для анализа множества комбинаций металлов и лигандов в поисках наиболее перспективных.

Это исследование оказывает огромное влияние, показывая, что коллаборация между учеными разных дисциплин может помочь в решении важных экологических проблем и сделать мир более устойчивым.