河南省科学院智慧创制研究所AI领域新综述：人工智能驱动的电催化产氢催化剂设计——材料发现中的范式创新与挑战

        近日，河南省科学院智慧创制研究所靳兆勇博士、钟文辉特聘研究员和朱青所长联合中国科学技术大学杜文杰副教授，在人工智能领域进行了深入分析和研究。相关研究成果《Artificial intelligence-driven catalyst design for electrocatalytic hydrogen production: Paradigm innovation and challenges in material discovery》在期刊《Sustainable Chemistry for Energy Materials》上发表，这是智慧创制研究所以第一单位在该期刊发表的研究论文，这项工作旨在激发电催化领域的研究范式转变，促进制氢技术向更高效和可持续方向发展。

图1 人工智能和机器学习驱动的电催化材料系统设计示意图

        电催化产氢技术是更高效和更清洁的变革性新能源解决方案。然而，传统的“试错”方法仍然面临成本高昂且耗时的瓶颈。此外，当前研究中涉及的材料体系日益复杂，这使得高性能催化剂的开发更具挑战性。人工智能（AI）通过分析大量数据集来准确预测和筛选电催化剂的催化性能，为高效电催化剂的精准设计提供了重大机遇。因此，这项工作重点介绍了在电催化产氢领域如何将机器学习和其他人工智能（AI）技术相结合：

1. 对当前电催化制氢的研究前沿和持续挑战进行了深入分析；详细总结了理论模拟在材料开发中的应用、优势和挑战；

2. 系统地研究了前沿的ML驱动的材料发现方法，阐述了它们在优化析氢反应/析氧反应催化过程中的革命性应用。

3. 强调了集成AI和自动化技术的重要性，以弥合计算模拟和实际催化剂工程之间的差距，最终加速实现可持续的氢经济。

4. 分析了未来AI技术在电催化制氢中的应用和发展趋势，并展望了在算法创新、多尺度建模收敛和自主机器人实验等方面的关键机遇。

        河南省科学院智慧创制研究所的这一成果将推动依赖经验的“试错”法向AI引导的精准催化剂设计的研究范式转变，从而实现更可持续和高效的能源生产。该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、河南省科技研发计划联合基金、河南省科学院启动经费项目等资助。智慧创制研究所靳兆勇博士为论文的第一作者，智慧创制研究所朱青所长和中国科学技术大学杜文杰副教授担任通讯作者。

论文链接：Zhaoyong Jin, Dongxu Gu, Panpan Li, Guilin Ye, Heru Zhu, Kailun Wei, Chunxiang Li, Wenhui Zhong, Wenjie Du*, Qing Zhu*. Artificial intelligence-driven catalyst design for electrocatalytic hydrogen production: Paradigm innovation and challenges in material discovery. Sustainable Chemistry for Energy Materials 2025, https://doi.org/10.1016/j.scenem.2025.100010.