4-15、机器智能助力下的能源催化材料及过程研究
温晓东*
中科合成油技术有限公司，R&D，北京怀柔
中科院山西煤炭化学研究所，煤转化国家重点实验室
摘要：构建可持续的能源和先进能源转化材料是是我国经济可持续发展、能源结构调整面临的重大问题。深入理解能源催化材料的结构与性质、设计与开发新型高效能源转化过程其关键基础。材料的性质及其催化性能强烈地依赖于其结构。随着高性能计算机的飞速发展及计算理论的不断完善，计算模拟成为设计及预测新型能源材料及高性能催化剂的有效方法，理论工具已经成为新型的原子层次的“表征手段”和“设计工具”。如何在催化材料及催化反应的研究过程中更合理地使用理论工具，使之成为更高效的研究手段是我们面临的一个挑战，我们通过开发针对能源催化及能源材料的计算机智能预测平台，建立相关体系的大数据“专家系统”，实现了走向设计的能源催化过程及能源转化材料的研发。本报告从铁基能源转化材料目前发展现状和存在的问题出发，通过开发机机器智能平台，实现了对铁基催化材料的形貌结构的预测，及催化过程的深入认识，更重要的是结合该课题组的相关实验验证，进而指导和完善了实验研究，同时也提高了理论工具的预测效率及准确性。目前针对下一代工业铁基催化材料的开发也正面临挑战，是否可以通过结合机器智能与实验研究提供一些开发线索，本报告也会对铁基催化剂所面临的这些问题和挑战进行讨论。
DOI:10.12110/secondfmge.20181014.415
于2007年在中科院山西煤化所取得理学博士学位。同年赴美国康奈尔（Cornell University）大学，师从Roald Hoffmann教授（1981诺贝尔化学奖得主）和著名物理学家Neil Ashcroft教授进行博士后研究，主要从事低维材料体系的结构预测与材料的高压相。2010年-2014年作为西博格(Seaborg)学者, 在美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos National Lab）国家实验室开展科学研究。2015年入选中国科学院百人计划，2016入选第十二届国家青年千人计划，现为中国科学院山西煤炭化学研究所研究员/博士生导师，煤转化国家重点实验室副主任，中科合成油技术有限公司研发中心主任/国际表面研究中心副主任。现主持国家基金委重大研究计划、面上及创新团队等项目。
长期从事能源体系，其中包括当前碳基能源体系、清洁能源转化材料体系及替代能源体系的基础研究工作，通过开发针对能源催化及能源材料的计算机智能预测平台，建立相关体系的大数据“专家系统”，走向理性设计的能源催化过程及能源转化材料的前沿研究。相关研究成果发表在Nature, Science, Chem. Rev., PNAS, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.,等国际刊物上。至今共发表150多篇科研论文及专著。