Un chercheur utilise l'intelligence artificielle pour développer une nouvelle méthode d'amélioration des convertisseurs électrocatalytiques
Un programme informatique permet d'optimiser simultanément plusieurs propriétés d'un catalyseur
Le professeur Johannes Margraf et une équipe de scientifiques ont mis au point une méthode prometteuse pour améliorer l'efficacité des électrocatalyseurs. À l'aide de simulations et d'intelligence artificielle, les chercheurs ont mis au point un programme informatique capable d'optimiser simultanément plusieurs propriétés du catalyseur. Les résultats ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society.
Les alliages à haute entropie (HEA) sont un type de matériau prometteur pour l'électrocatalyse. L'électrocatalyse est un processus dans lequel certains matériaux contribuent à accélérer les réactions chimiques qui ont lieu dans les batteries ou les piles à combustible. Contrairement aux catalyseurs métalliques classiques, ces matériaux sont constitués d'un mélange de nombreux éléments. Ils ont donc une structure très complexe et pourraient donc avoir de meilleures propriétés catalytiques dans les électrolyseurs et les piles à combustible. Toutefois, il est difficile pour les chercheurs de trouver le meilleur mélange d'éléments pour une application spécifique.
"Les travaux antérieurs se sont principalement concentrés sur l'amélioration de l'activité catalytique", explique le professeur Johannes Margraf, titulaire de la chaire de chimie physique V : Théorie et apprentissage automatique à l'université de Bayreuth. "Cependant, nous avons développé un algorithme qui peut utiliser des simulations et l'intelligence artificielle pour améliorer simultanément plusieurs propriétés du catalyseur, telles que l'activité, le coût et la stabilité." Les chercheurs de Bayreuth et de l'Institut Fritz Haber de Berlin ont ainsi pu prédire de nombreux nouveaux HEA offrant divers compromis entre ces propriétés.
"Nous avons testé l'algorithme spécifiquement pour la réduction de l'oxygène dans les piles à combustible, où le platine coûteux est normalement utilisé comme catalyseur. Nous avons trouvé des catalyseurs qui sont aussi actifs que le platine mais qui coûtent beaucoup moins cher - seulement 10 % par rapport au platine", explique M. Margraf. "Nous avons également pu identifier des catalyseurs deux fois et demi plus actifs que le platine, mais à un coût similaire."
Les prédictions théoriques du chercheur de Bayreuth doivent maintenant être confirmées par des expériences pratiques.
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