近日，深圳大學(xué)謝和平院士與其博士生翟朔分別為通訊和第一作者，在《自然－能源》上發(fā)表研究成果。香港理工大學(xué)倪萌教授、南京工業(yè)大學(xué)邵宗平教授為共同通訊作者。

實現(xiàn)煤炭清潔高效利用對我國能源結(jié)構(gòu)改革具有重要戰(zhàn)略意義。然而，燃煤電廠受卡諾循環(huán)限制，單位發(fā)電量的煤炭消耗量較高，且難以破解二氧化碳排放的技術(shù)瓶頸。謝和平團(tuán)隊提出并正在攻關(guān)的“近零碳排放直接煤燃料電池發(fā)電技術(shù)”，可打破卡諾循環(huán)的限制，不通過燃燒，而是將改性煤炭的化學(xué)能通過電化學(xué)氧化過程直接轉(zhuǎn)換為電能，同時在系統(tǒng)內(nèi)原位實現(xiàn)二氧化碳二次利用，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、實現(xiàn)近零碳排放的特點。不過，傳統(tǒng)的材料設(shè)計、表征和測試依賴低效的試錯過程，往往需要漫長的研究周期。

針對這一難題，謝和平團(tuán)隊將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于針對固體氧化物燃料電池高活性陰極材料篩選的攻關(guān)研究。該研究將機(jī)器學(xué)習(xí)、理論計算與陶瓷固體氧化物開發(fā)相結(jié)合，開發(fā)了一個經(jīng)過實驗驗證的陰極材料機(jī)器學(xué)習(xí)篩選技術(shù)，實現(xiàn)了固體氧化物燃料電池篩選高活性陰極材料的重大突破。

最終，團(tuán)隊從機(jī)器自動生成、預(yù)測的6871種不同鈣鈦礦氧化物中篩選出了4種鈣鈦礦陰極并成功合成。該項研究成功將機(jī)器學(xué)習(xí)與高活性固體氧化物燃料電池陰極材料的開發(fā)相結(jié)合，實現(xiàn)了快速、有效地從龐大的鈣鈦礦組分中篩選高活陰極材料。

該成果為團(tuán)隊正在攻關(guān)的“近零碳排放直接煤燃料電池發(fā)電技術(shù)”提供了理論依據(jù)與技術(shù)支持。

來源：深圳商報