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一顆微小芯片可能解決了清潔能源的一個(gè)最大難題：尋找銥的廉價(jià)替代品。銥是一種極其稀有且昂貴的金屬，目前被廣泛用于電解水制取清潔氫燃料的過程中，但其稀缺性和高成本嚴(yán)重制約了綠色氫能的發(fā)展。 美國西北大學(xué)發(fā)明了一種名為“巨型庫（megalibrary）”的革命性工具，這是一種納米材料“數(shù)據(jù)工廠”，能夠在單個(gè)芯片上合成數(shù)百萬種不同組成的納米顆粒。研究人員與豐田研究院（TRI）合作，利用該技術(shù)快速篩選了由四種廉價(jià)金屬（釕、鈷、錳、鉻）構(gòu)成的海量組合，旨在發(fā)現(xiàn)高性能的析氧反應(yīng)催化劑。 結(jié)果令人振奮。研究團(tuán)隊(duì)在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)成功找到了一種全新催化劑（成分為Ru52Co33Mn9Cr6氧化物），其催化活性和穩(wěn)定性在實(shí)驗(yàn)室測試中媲美甚至優(yōu)于商用銥基材料，而成本僅約為銥的十六分之一。更關(guān)鍵的是，他們成功將該材料放大并集成到設(shè)備中驗(yàn)證了其可行性。 這項(xiàng)研究發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》（JACS），不僅為大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型綠色氫能鋪平了道路，更證明了“巨型庫”作為一種強(qiáng)大材料發(fā)現(xiàn)新范式的巨大潛力。該方法能夠生成高質(zhì)量的材料數(shù)據(jù)集，為利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)下一代材料奠定了基礎(chǔ)。未來，這一技術(shù)有望加速電池、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備及光學(xué)元件等眾多領(lǐng)域的新材料研發(fā)，從根本上改變?nèi)祟悓ふ易顑?yōu)材料的方式。 《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com） |
