Mô hình mới của MIT có thể giúp chuyển động proton trong vật liệu ở nhiệt độ phòng

Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một mô hình vật lý mới nâng cao khả năng dự đoán sự di chuyển của proton trong oxit kim loại, một bước đột phá có thể thúc đẩy phát triển các chất mang điện tích dựa trên proton cho các công nghệ năng lượng tái tạo như pin nhiên liệu và máy điện phân. Khác với ion lithium, hiện đang phổ biến trong lưu trữ năng lượng nhưng có chi phí cao và gây lo ngại về an toàn cũng như môi trường, proton là các chất mang điện tích đơn giản hơn và có tiềm năng an toàn hơn. Tuy nhiên, dẫn proton trong oxit kim loại cho đến nay chỉ hiệu quả ở nhiệt độ cao (trên 400 °C), hạn chế ứng dụng thực tiễn. Mô hình của nhóm MIT giải quyết thách thức này bằng cách tập trung vào cơ chế di chuyển của proton trong oxit kim loại, nơi proton nhảy giữa các ion oxy thông qua việc hình thành và phá vỡ các liên kết cộng hóa trị và liên kết hydro. Các nhà nghiên cứu đã xác định hai yếu tố chính ảnh hưởng đến dẫn proton: độ dài liên kết hydro và sự linh hoạt của mạng con ion oxy, được định lượng bằng "biến động O…O," đo lường sự thay đổi khoảng cách giữa các ion oxy do dao động mạng tinh thể. Sử dụng bộ dữ liệu gồm bảy đặc điểm ảnh hưởng đến độ di động của proton, họ đã huấn luyện một mô hình AI để dự đoán vật liệu.