Исследователи Университета Иннополис разработали программный комплекс для моделирования каталитических процессов на основе глубокого обучения. Система предсказывает энергии активации и адсорбции на поверхности катализаторов в 1000–5000 раз быстрее традиционных квантово‑химических расчетов. Это сокращает время разработки новых катализаторов с 5–7 лет до 1–2 лет и снижает затраты на 40%.
Сотрудники Института ИИ Университета Иннополис создали первый полностью отечественный софт для моделирования микрокинетики гетерогенных катализаторов. Проект поддержал Фонд науки и технологий Татарстана.
Катализаторы ускоряют химические реакции, оставаясь в другой фазе, чем исходные вещества. Их используют при производстве аммиака с низким углеродным следом, переработке нефти и газа, синтезе полимеров, утилизации CO₂. Поиск новых катализаторов традиционными методами занимает 5–7 лет и требует десятков миллионов долларов.
Разработчики применили ансамбль моделей глубокого обучения. Система предсказывает энергии активации и адсорбции на поверхности катализаторов с точностью 0,048–0,073 эВ. Это сопоставимо с квантово‑химическими расчетами, но в тысячи раз быстрее.
Впервые в мире ИИ‑предсказания объединили с микрокинетическими моделями. Это позволяет рассчитывать скорости реакций и прогнозировать выход продуктов для таких процессов, как сухой риформинг метана, гидрирование этилена и синтез аммиака.
Модели обучали на датасете из 640 тыс. DFT‑релаксаций и 133,9 млн атомных конфигураций. Библиотека адсорбатов включает 82 молекулы и фрагмента, значимые для водородной энергетики, переработки CO₂ и каталитического окисления.
Программный комплекс выпустили в двух версиях. Облачная предназначена для распределенных вычислений исследовательскими группами. Локальная для предприятий с требованиями к защите данных. Решение запатентовали, получили свидетельства Роспатента.
Разработчики ориентируются на рынки ЕАЭС, СНГ, Азии, Ближнего Востока и Латинской Америки. Они рассчитывают занять 5–7% глобального рынка ПО для химии и материаловедения. К 2030 году его объем прогнозируют на уровне 4–5 млрд долларов.
В планах расширить функционал на электрокатализ, фотокаталитические материалы, моделирование реакторов и тестирование полученных веществ. Также готовят SaaS‑версию для совместных проектов.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
