A CIC energiGUNE, el grup de Modelització Atòmica per a la Catàlisi (AMC) avança en el descobriment de materials catalítics eficients, assequibles i sostenibles per donar suport a la transició cap a l’energia neta a Europa. Combinant la química computacional d’avantguarda amb enfocaments d’aprenentatge automàtic basats en dades, el grup ofereix coneixements atomístics que connecten la comprensió fonamental amb les tecnologies energètiques del món real.

Dins del projecte PeCATHS, CIC energiGUNE codirigeix ​​els esforços computacionals del Paquet de Treball 3, centrat en la modelització de materials (foto)electrocatalítics en condicions d’operació experimentalment rellevants. Això inclou la comptabilització explícita del potencial aplicat, el pH i la temperatura per identificar estats superficials del catalitzador realistes i predir la seva estabilitat i reactivitat. Establir aquests estats de repòs és un primer pas crític cap a una comprensió mecanística fiable i un disseny racional de materials.

Sobre aquesta base, el grup AMC investiga els mecanismes de reacció rellevants per a l’emmagatzematge reversible d’hidrogen i la producció química sostenible, incloent-hi la (des)hidrogenació de portadors orgànics d’hidrogen líquids (LOHC) i l’oxidació electroquímica de molècules derivades de la biomassa. A través d’aquests estudis, el grup identifica vies de reacció que redueixen l’aportació d’energia en relació amb l’electròlisi convencional de l’aigua, alhora que identifica els passos que determinen la velocitat i els descriptors de reacció que controlen l’activitat catalítica i la selectivitat.

Per explorar de manera eficient el vast espai químic dels LOHC i els materials catalítics, CIC energiGUNE desenvolupa fluxos de treball de cribratge accelerats per aprenentatge automàtic. Aquestes eines basades en dades permeten la identificació de candidats prometedors abans de la validació experimental, reduint significativament el temps i el cost de desenvolupament. Els estudis computacionals duts a terme dins de PeCATHS compten amb un generós accés a recursos de computació d’alt rendiment al Barcelona Supercomputing Center (BSC) a través de la Xarxa Espanyola de Supercomputació (RES), cosa que permet simulacions a gran escala i generació de dades. Una estreta integració amb socis experimentals també és fonamental per a aquest enfocament: les prediccions computacionals es validen i refinen contínuament a través d’un fort bucle de retroalimentació amb el treball realitzat per la UJI, la UZH, el TCD i l’ICN2-CERCA.

El CIC energiGUNE treballa en estreta col·laboració amb el Trinity College de Dublín (TCD), proporcionant metodologies de modelització avançades i marcs d’aprenentatge automàtic per a la detecció d’alt rendiment de materials i substrats (foto)electrocatalítics. Els coneixements atomístics obtinguts no només racionalitzen les observacions experimentals a tot el consorci, sinó que també guien la proposta de noves composicions de catalitzadors i principis de disseny. Aquest estret acoblament entre teoria, síntesi i caracterització fomenta sinergies en totes les etapes del desenvolupament de materials.

Més enllà de PeCATHS, el grup AMC té una sòlida experiència en la modelització d’una àmplia gamma de materials com a catalitzadors tèrmics i electroquímics rendibles per a reaccions industrialment rellevants. La seva experiència combinada en la modelització de catalitzadors tant heterogenis com moleculars proporciona una versatilitat única, que permet al grup abordar els diversos sistemes explorats dins del consorci PeCATHS.

A través del seu lideratge en tècniques de simulació avançades, computació d’alt rendiment i ciència de dades, el grup AMC enforteix els fonaments científics de PeCATHS i contribueix al desenvolupament de tecnologies eficients i sostenibles en suport d’una Europa neutra en carboni.