Temiz enerji teknolojilerinin geliştirilmesinde kritik öneme sahip kataliz süreçlerini anlamak için bilim insanları yapay zeka destekli yeni bir yaklaşım geliştirdi. Katı-sıvı arayüzlerde gerçekleşen katalitik reaksiyonlar birçok enerji teknolojisinin temelini oluşturuyor, ancak bu süreçleri moleküler düzeyde incelemek geleneksel simülasyon yöntemleriyle oldukça maliyetli.
Araştırmacılar, Open Catalyst 2025 (OC25) adını verdikleri devasa veri setini kullanarak bu soruna çözüm getirdi. Bu veri seti, katı-sıvı arayüzler için şimdiye kadar oluşturulan en kapsamlı koleksiyon özelliği taşıyor. OC25 ile eğitilen yapay zeka modelleri, elektrokataliz uygulamaları için pratik araçlar olarak kullanılabilecek seviyeye ulaştı.
Çalışmada, CO₂ elektrokimyasal indirgenmesinin kilit adımlarından biri olan CO moleküllerinin bakır yüzeylerinde birleşme süreci detayıyla incelendi. 800'den fazla atom içeren büyük hücreler kullanılarak 7 nanosaniyeye kadar süren simülasyonlar gerçekleştirildi. Bu, açık çözücülü CO dimerleşmesi konusunda bugüne kadar yapılan en kapsamlı çalışma olma özelliği taşıyor.
Sonuçlar, dimerleşme sürecinin yüzey yükünden ve katyon tipinden beklenenden daha az etkilendiğini ortaya koydu. Önemli stabilizasyon yalnızca en negatif yük yoğunluklarında gözlemlendi. Öte yandan basamaklı Cu(310) yüzeylerinin, orta düzeyde indirgeyici potansiyellerde daha elverişli reaksiyon yolları sunduğu belirlendi.