數(shù)據(jù)驅(qū)動模型快速預(yù)測固態(tài)材料中的脫氫勢壘

研究人員開發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動模型來預(yù)測氫化鎂(MgH2)的脫氫勢壘，氫化鎂是一種很有前景的固態(tài)儲氫材料。這一進(jìn)步對于增強(qiáng)氫存儲技術(shù)具有巨大潛力，氫存儲技術(shù)是向可持續(xù)能源解決方案過渡的關(guān)鍵組成部分。

氫氣因其多功能性和清潔能源潛力而受到認(rèn)可，可以從各種可再生能源中生產(chǎn)。固態(tài)儲氫材料，特別是MgH2，由于其高存儲容量和資源豐富而被認(rèn)為是高效儲氫的主要候選材料。

然而，盡管過去五年進(jìn)行了廣泛的研究，MgH2的材料性能仍未達(dá)到美國能源部(US-DOE)設(shè)定的性能目標(biāo)。

關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于理解固態(tài)儲氫反應(yīng)的基本原理。目前評估儲氫材料效率的方法依賴于脫氫焓和能壘，后者特別復(fù)雜且計(jì)算量大。傳統(tǒng)的過渡態(tài)搜索技術(shù)雖然隨著時(shí)間的推移而不斷完善，但仍然昂貴且耗時(shí)，限制了發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化的速度。

為了解決這個(gè)問題，研究小組引入了一個(gè)模型，該模型使用易于計(jì)算的參數(shù)來預(yù)測脫氫勢壘：Mg-H鍵的晶體漢密爾頓布居軌道和原子氫原子之間的距離。通過推導(dǎo)距離-能量比，該模型捕獲了反應(yīng)動力學(xué)的基本化學(xué)性質(zhì)，其計(jì)算需求明顯低于傳統(tǒng)方法。

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