كشف فريق بحثي يقوده باحثون من جامعة توهوكو اليابانية عن منهجية ذكية تجمع بين الذكاء الاصطناعي والفيزياء لوضع خريطة تصميم دقيقة لمواد تخزين الهيدروجين الصلبة. ونشرت الدراسة في مجلة Chemical Science، حيث واجه مجال تخزين الطاقة النظيفة تحدياً رئيسياً يتمثل في المعادلة الصعبة بين السعة التخزينية ودرجة حرارة وضغط الإطلاق. تعتمد المواد الهيدريدية الفجوية على امتصاص الهيدروجين ضمن بنائها البلوري، لكن صعوبة التوفيق بين سعة تخزين عالية وضغط توازن مناسب للاستخدام اليومي كانت تعيق تطورها العملي. لحل هذا التحدي، استخدم الفريق قاعدة البيانات digHyd المتخصصة في قياسات تخزين الهيدروجين، مدمجة مع أداة GoodRegressor القائمة على الانحدار الرمزي لاكتشاف معادلات فيزيائية قابلة للتفسير. أسفرت العملية عن فصل العوامل المتحكمة في أداء المادة، حيث اتضح أن السعة التخزينية ترتبط ارتباطاً وثيقاً بمتوسط حجم ذرات الفلز والتوصيل الحراري، مما يفضّل الشبكات البلورية الأوسع والأكثر ليونة حول 1.47 أنغستروم. في المقابل، يُتحكم في ضغط امتصاص الهيدروجين وإطلاقه عند درجة حرارة الغرفة بشكل أساسي عبر المرونة البلورية، وتحديداً معامل القص ونسبة بواسون، اللذين يقيسان صلابة المادة وقابليتها للتشوه. وشرح الأستاذ المميز هاو لي من المعهد المتقدم لعلوم المواد في جامعة توهوكو أن هذا النموذج لا يقدم توصيات عشوائية، بل يفسر الآليات الفيزيائية الكامنة وراء كل خاصية، مما يمكن الباحثين من هندسة المواد بدقة منطقية. وبناءً على هذه الرؤية، وضع الفريق مساراً تصميمياً عملياً يتمثل في ضبط الهندسة البلورية ومرونتها لزيادة السعة، مع تعديل الصلابة لضمان تشغيل النظام عند ضغط يقارب ضغط الغلاف الجوي الواحد. كما اقترح الفريق تركيبات جديدة لمحاور متعددة من الهيدريدات الفجوية، بما في ذلك سبائك BCC، ومرحلتي لافيس، ومواد نوع LaNi5 وTiFe، التي تحتاج حاليًا إلى تحقق تجريبي. وأكد الأستاذ المساعد سيونغ-هون جانغ من مركز التحليل البياني للبيانات الضخمة أن هذا الإطار لا يقلل من الجهد والتجارب العشوائية فحسب، بل يفتح الباب أمام تطبيق نفس المنهج على فئات أوسع من مواد الطاقة، مثل الهيدريدات الأيونية والإلكتروليتات الصلبة القائمة على الهيدريدات. وبذلك تمثل هذه الدراسة قفزة منهجية نحو تسريع اكتشاف مواد تخزين الطاقة، وربط التحليل البياناتي المتقدم بالمبادئ الفيزيائية الأساسية لتصميم حلول تخزين هيدروجين آمنة وكفؤة.