

光催化和光熱催化研究正經(jīng)歷一場由人工智能驅(qū)動的范式革命。傳統(tǒng)的“試錯法"研發(fā)周期長、成本高,而AI技術(shù)通過分析海量文獻與實驗數(shù)據(jù),能夠建立構(gòu)效關(guān)系模型,逆向設(shè)計具有理想性能的新材料。例如,通過圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對已知催化劑數(shù)據(jù)庫進行學習,可以預測未知材料的帶隙、吸光范圍及表面活性位點,將新型光催化劑的發(fā)現(xiàn)周期從數(shù)年縮短至數(shù)月。中教金源敏銳捕捉到這一趨勢,在其新一代光熱催化研究平臺中集成了數(shù)據(jù)采集與機器學習接口,能夠自動記錄實驗參數(shù)與性能數(shù)據(jù),為構(gòu)建專屬的AI預測模型奠定基礎(chǔ)。
在實驗環(huán)節(jié),高通量自動化是AI落地的關(guān)鍵。中教金源的智能平臺將傳統(tǒng)的單一反應(yīng)器,升級為并行多通道反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可同時進行數(shù)十個條件(如不同催化劑組分、光強、溫度、氣氛)的實驗,并通過在線質(zhì)譜或色譜實時分析產(chǎn)物。這些自動化產(chǎn)生的高質(zhì)量、標準化數(shù)據(jù),是訓練可靠機器學習模型的“燃料"?;谶@些數(shù)據(jù),研究人員可以快速繪制出工藝響應(yīng)曲面,精準定位光熱協(xié)同效應(yīng)的“甜蜜點",比如確定在何種溫度下引入特定波長的光能實現(xiàn)CO?還原效率。
更進一步,數(shù)字孿生技術(shù)正在成為復雜光熱催化系統(tǒng)開發(fā)和優(yōu)化的利器。中教金源正致力于構(gòu)建其核心設(shè)備的數(shù)字孿生模型。研究人員可以在虛擬空間中,對反應(yīng)器內(nèi)的光場分布、溫度梯度、流體動力學及化學反應(yīng)進行多物理場耦合模擬,預演實驗、排查設(shè)計缺陷。這種“虛實結(jié)合"的模式,使得在邁向?qū)嶋H的規(guī)?;瘧?yīng)用前,就能在數(shù)字世界完成絕大部分的工藝驗證與優(yōu)化,極大地降低了研發(fā)風險和產(chǎn)業(yè)化成本。

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