2021年9月21日Alex Smith评论
一群材料科学家和计算机亚博网站下载科学家桑迪亚国家实验室在一年多的时间里，他们与一些国际研究人员合作，创造了12种新的合金，并为数百种合金建模。
来自桑迪亚国家实验室的研究人员和国际合作者使用计算方法，包括可解释的机器学习模型，来阐明新的高熵合金，具有诱人的储氢性能和直接的实验室合成和验证。图片来源:马修·威特曼插图。
这项研究表明，机器学习可以帮助加速氢能源的未来，为消费者创造简单的氢基础设施。
Mark Allendorf, Vitalie Stavila, Sapan Agarwal和Matthew Witman是Sandia团队的成员，他们与来自瑞典Ångström实验室和英国诺丁汉大学的科学家一起撰写了一篇描述这种新方法的论文。
在储氢研究方面有着丰富的历史，并且有一个描述氢与不同材料相互作用的热力学值数据库。亚博网站下载有了现有的数据库、各种机器学习和其他计算工具，以及最先进的实验能力，我们组建了一个国际协作小组来共同努力．
Matthew Witman, Sandia国家实验室
”我们证明了机器学习技术确实可以模拟氢与金属相互作用时发生的复杂现象的物理和化学现象补充道,“之后。
通过数据驱动的建模能力来估计热力学性质可以迅速提高研究速度。
当这样的机器学习模型被构建和训练时，它们只需要几秒钟的时间就可以执行，因此可以快速筛选新的化学空间:在这项研究中，600种材料展示了氢存储和传输的潜力。亚博网站下载
这仅用了18个月。如果没有机器学习，这可能需要几年的时间。考虑到从历史上看，一种材料从实验室发现到商业化大概需要20年的时间，这是很重要的．
马克·阿伦多夫，桑迪亚国家实验室
改变氢能储存的潜力
研究人员在他们的研究中还发现了其他一些东西——这些结果对氢燃料电池充电站的小规模产氢具有重大意义。
”这些高熵合金氢化物可以使氢在不同的材料中流动时进行级联压缩亚博网站下载Stavila补充说，氢压缩通常是通过机械过程进行的。
Stavila解释了如何用几层不同的合金来建造储罐。当将氢气泵入燃料箱时，第一层气体在通过材料时被压缩。
它被第二层进一步压缩，然后被所有不同的合金层依次压缩。这自然使氢可以用于发电的发动机。
在海平面的大气条件下产生的氢气的压力大约是1bar——压力的公制单位。如果使用氢燃料电池来驱动汽车或任何其他引擎，就应该将其加压或压缩到相当高的压力。
例如，燃料电池充电站的氢应具有800巴或更高的压力，以便将其作为700巴的氢分配到燃料电池氢汽车中。
当氢穿过这些层时，它的压力会越来越大而不需要机械外力。理论上，你可以泵入1巴氢气，得到800巴——这是氢充电站所需要的压力．
Vitalie Stavila, Sandia国家实验室
研究人员一直在不断完善这个模型。然而，阿加瓦尔指出，由于该数据库已经通过能源部公开，一旦对该方法有了更好的了解，机器学习的使用可能会推动各种领域的重大进展，如材料科学。亚博网站下载亚博老虎机网登录
这项研究由美国能源部氢和燃料电池技术办公室、能源效率和可再生能源办公室以及桑迪亚实验室指导研究和发展项目资助。
期刊引用:
之后,M。等．(2021)具有目标热力学稳定性的高熵合金氢化物的数据驱动发现和合成。化学材料亚博网站下载．doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c00647．
来源:https://www.sandia.gov/