Американские ученые нашли новые эффективные методы, чтобы тестировать обнаруженные электрокатализаторы, которые позволят быстрое и точное прогнозирование и моделирование каталитических моделей. Как известно, с квантовой химией наши школьники начинают знакомиться с девятого класса, а решебник к задачнику по химии 9 класс Кузнецова помогает им справиться с программой.
Разрабатывая катализаторы, чтобы производить топливо и химикаты, химикам необходим так называемый «эффект Златовласки», поскольку некоторая их часть малоэффективна, а остальные не экономичны. Наряду с этим, для тестирования нужно время и ресурсы. Тем не менее, благодаря новым прорывам в квантовой химии, скоро могут появиться «правильные» катализаторы, тысячекратно превышающие стандартные подходы.
Ученые из Школы инженерии Свансон в Питтсбургском университете в составе лабораторной группы под руководством доцента Джона А. Кита воспользовалась новыми вычислительными процедурами квантовой химии, чтобы классифицировать гипотетические электрокатализаторы, являющиеся чересчур медленными либо очень дорогими, тщательнее и быстрее, нежели это было возможно несколькими годами ранее.
Как отметил исследователь, на протяжении десятков лет катализатор разрабатывался через многочисленные пробы и ошибки, многолетняя разработка и лабораторные испытания дали общие представления о работе каталистических процессов. Сейчас благодаря компьютерному моделированию ученые смогли по-новому понять эти реакции на молекулярном уровне.
Д. А. Кит уточнил, что больше всего его группу интересуют вопросы вычислительной квантовой химии, способной к одновременному моделированию структур и динамики многих атомов. Сочетая это с возрастающей сферой машинного обучения, стало возможным быстрое и точное прогнозирование и моделирование каталитических моделей.
Исследование Д. А. Кита объясняет применение трехстороннего подхода, чтобы предсказывать новые электрокатализаторы:
1. Проведение анализа по гипотетическим путям реакций.
2. Прогноз по идеальным электрохимическим средам.
3. Проведение высокопроизводительного скрининга, в основу которого заложена функциональная теория.
