Nghiên cứu dùng AI xác định kẽm là chìa khóa cho chất xúc tác pin nhiên liệu trong xe chạy bằng hydrogen
Seoul, 27/02/2026 – Nhóm nghiên cứu từ Korea Advanced Institute of Science and Technology và Seoul National University đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phát triển chất xúc tác hiệu suất cao và bền hơn cho pin nhiên liệu hydrogen – được ví như “trái tim” của ô tô hydrogen. Đây là bước tiến quan trọng để giải quyết hai hạn chế lớn của pin nhiên liệu hiện nay là chi phí cao và tuổi thọ ngắn.
Pin nhiên liệu hydrogen tạo điện bằng phản ứng giữa hydrogen và oxy, nhưng chất xúc tác platinium (Pt) truyền thống tuy hiệu quả nhưng đắt và dễ mất hoạt tính theo thời gian. Nghiên cứu mới xuất bản trên Advanced Energy Materials sử dụng kỹ thuật machine learning để dự đoán trước “định hướng sắp xếp nguyên tử” trong vật liệu xúc tác, giúp thiết kế vật liệu mới hiệu quả hơn.
Trí tuệ nhân tạo đã chỉ ra kẽm (Zn) đóng vai trò then chốt trong cấu trúc của chất xúc tác hợp kim platinium-cobalt (Pt-Co). Khi kẽm được thêm vào, các nguyên tử được sắp xếp đều đặn và ổn định hơn, giúp tạo ra cấu trúc liên kim L1₀ mong muốn mà không cần xử lý nhiệt ở nhiệt độ cực cao – vốn là nguyên nhân gây kết tụ hạt và mất bền.
Chất xúc tác mới dựa trên dự đoán của AI này được tổng hợp trong phòng thí nghiệm và cho thấy hoạt tính điện hóa cao hơn cùng độ bền dài hạn cải thiện đáng kể so với xúc tác platinium thương mại hiện nay. Điều này không chỉ giúp tăng tuổi thọ của pin nhiên liệu hydrogen mà còn giảm chi phí sản xuất cho các ứng dụng di động lớn như xe ô tô hydrogen, xe tải đường dài, tàu thủy và hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS).
Giáo sư EunAe Cho, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Nghiên cứu này là ví dụ của việc sử dụng học máy để tiên đoán trước xu hướng sắp xếp nguyên tử trong chất xúc tác, và từ đó hiện thực hóa thiết kế trong tổng hợp thực tế. Thiết kế vật liệu dựa trên AI sẽ trở thành mô hình mới trong phát triển chất xúc tác pin nhiên liệu thế hệ tiếp theo.”
Ý nghĩa chính
AI trong khoa học vật liệu: Đưa vai trò AI vào thiết kế trước cấu trúc nguyên tử giúp rút ngắn thời gian và chi phí nghiên cứu vật liệu catalysis.
Giảm chi phí & tăng tuổi thọ: Chất xúc tác Pt-Co-Zn mới có thể giúp giảm phụ thuộc vào platinium đắt tiền và kéo dài tuổi thọ pin nhiên liệu.
Ứng dụng rộng: Tiềm năng áp dụng trong nhiều loại phương tiện hydrogen và hệ thống năng lượng sạch.
