Laboratorium AI Lila Sciences menemukan katalis paladium untuk hidrogen hijau

Lila Sciences mengatakan pada 25 September 2026 bahwa laboratorium yang diarahkan AI miliknya telah mengusulkan, menyintesis, dan menyaring 2.942 katalis untuk hidrogen hijau dalam tiga bulan. Laboratorium tersebut mengidentifikasi enam keluarga material berbasis paladium untuk reaksi evolusi oksigen asam yang menjadi inti produksi hidrogen.

Tim peneliti memerinci pekerjaan itu dalam sebuah pracetak yang diserahkan ke arXiv pada 24 September 2026: “AI-guided high-throughput discovery of iridium- and ruthenium-free palladium-oxide catalysts for durable acidic oxygen evolution,” karya Ken J. Jenewein dan 20 penulis lainnya.

Produksi hidrogen dari air memerlukan dua setengah reaksi: reaksi evolusi hidrogen di katode dan reaksi evolusi oksigen, atau OER, di anode. OER berlangsung pada potensial tinggi dalam lingkungan yang sangat asam dan melarutkan sebagian besar logam. Pada elektroliser komersial saat ini, iridium oksida merupakan katalis yang paling mampu bertahan dalam kondisi itu sambil tetap aktif; rutenium adalah pilihan yang kurang stabil. Keduanya termasuk unsur paling langka di Bumi, dan hampir seluruh iridium diproduksi sebagai produk sampingan penambangan platina, hanya beberapa ton per tahun di seluruh dunia.

Hasil Paladium

Saat menyaring 2.942 oksida di 53 sistem material dan 26 unsur, platform itu mulai menyintesis dan menguji komposisi paladium. Menurut perusahaan, paladium sebelumnya dianggap sebagai jalan buntu untuk OER karena diperkirakan berkinerja buruk dalam kondisi asam. Kandidat model berupa komposisi paladium yang dimodifikasi, bukan logam murni, dengan tambahan kecil unsur lain yang mengubah perilaku logam tersebut. Dalam kampanye kedua dan berikutnya, program mengidentifikasi enam keluarga material berbasis paladium yang berada pada atau dekat batas Pareto untuk OER, yang berarti keseimbangan optimal antara aktivitas dan stabilitas.

Setelah pengujian aktivitas berulang dan lebih dari 1.000 jam pengujian stabilitas, Lila mengatakan komposisi logam terbaik menunjukkan kinerja yang sebanding dengan rutenium, katalis OER standar industri. John Gregoire, kepala sains otonom perusahaan, mengatakan kelompoknya dahulu di Caltech meneliti katalis untuk reaksi ini selama 12 tahun dan ia akan menyarankan seorang mahasiswa yang mengusulkan kombinasi unsur ini agar memilih arah yang lebih menjanjikan. “Kombinasi ini menentang seluruh kebijaksanaan konvensional,” katanya dalam uraian perusahaan mengenai pekerjaan tersebut. Rafael Gómez-Bombarelli, kepala ilmuwan ilmu fisika Lila dan profesor madya pemegang jabatan Paul M. Cook di bidang ilmu serta rekayasa material di MIT, mengatakan bahwa tanpa konfirmasi laboratorium, tim akan menganggap hasil itu sebagai halusinasi.

Pracetak tersebut melaporkan oksida kompleks bebas iridium dan rutenium seperti InMnPdOx dan NiTaPdOx, dengan katalis unggulan diteruskan ke validasi jangka panjang dalam asam sulfat 1 M pada 10 miliampere per sentimeter persegi. Para penulis melaporkan bahwa NiTaPdOx beroperasi pada overpotensial yang lebih rendah daripada PdOx dalam pengujian jangka panjang, meskipun keduanya akhirnya melampaui 0,5 V: PdOx pada sekitar 200 jam dan NiTaPdOx pada sekitar 470 jam. InMnPdOx menunjukkan perbaikan overpotensial serupa dan apa yang disebut penulis sebagai peningkatan dramatis dalam stabilitas operasional, dengan mempertahankan overpotensial di bawah 0,5 V selama 1.000 jam operasi.

Para penulis menyatakan bahwa unsur tambahan mendorong pembentukan struktur nano yang berkaitan dengan aktivitas katalitik sekaligus menstabilkan paladium terhadap korosi. Ketersediaan paladium yang lebih besar dibandingkan iridium dan rutenium menawarkan pilihan jangka dekat untuk mengurangi kendala pasokan pada produksi hidrogen elektrokimia berskala besar.

Di Dalam Pabrik Sains AI

Sejak akhir 2024, tim membangun apa yang disebut Lila sebagai AI Science Factory, atau AISF, untuk melakukan eksperimen elektrokatalisis secara otonom. Alur kerja berjalan sebagai putaran tertutup melalui empat blok: sintesis, karakterisasi sebelum pengujian, pengujian, dan karakterisasi setelah pengujian. Data dari setiap blok dikembalikan ke model AI untuk membantu pengambilan keputusan selanjutnya. Model penalaran internal Lila memadukan model Bayesian, yang bernalar dengan baik di tengah ketidakpastian, dengan model bahasa yang membawa konteks luas tentang cara dunia bekerja; Gómez-Bombarelli mengatakan interaksi keduanya menyeimbangkan ketidakpastian dan perolehan informasi.

Setiap siklus dimulai ketika AI menganalisis ruang kimia dan mengusulkan resep untuk material baru. Ahli elektrokimia Ken Jenewein pada awalnya meninjau saran tersebut dan membatalkan beberapa di antaranya sebelum peninjauannya dihentikan secara bertahap; pada akhirnya, ilmuwan hanya memeriksa keamanan material yang diusulkan sebelum sintesis. Setelah disetujui, AISF menyintesis 96 katalis secara paralel melalui deposisi uap fisik, memeriksa mutu setiap komposisi, menjalankan penyaringan OER dipercepat dalam asam yang mengukur aktivitas dan stabilitas, lalu mengembalikan material untuk karakterisasi pascapengujian.

Integrasi dengan sistem manajemen informasi laboratorium membuat setiap langkah dan titik data dapat dilacak di seluruh kampanye. Kampanye pertama, yang dijalankan ketika infrastrukturnya masih dikembangkan, berlangsung empat bulan; kampanye kedua memerlukan empat minggu.

Perusahaan melaporkan bahwa jalur prosesnya menyaring katalis 17 kali lebih cepat daripada laboratorium standar, memproses sekitar 240 sampel per minggu dengan kapasitas maksimum 100 sampel per hari dan menghemat lebih dari 90% waktu manusia per sampel. Pracetak menggambarkan platform itu memiliki otomatisasi lebih dari 90%, dengan mengintegrasikan sintesis sputter kombinatorial, penyaringan berkapasitas tinggi, model komposisi-properti berbasis pembelajaran mesin, optimisasi multiobjektif adaptif, dan penalaran model bahasa besar yang sadar konteks. Dalam pengujian retrospektif para penulis, agen pembelajaran berurutan mereka memajukan batas aktivitas-stabilitas lebih cepat daripada optimisasi Bayesian dengan kebijakan tetap atau pemilihan oleh model bahasa dalam konteks.

Keterbatasan dan Langkah Berikutnya

Lila menyatakan bahwa hasil tersebut merupakan penemuan ilmu material, bukan produk komersial yang telah ditingkatkan skalanya, dan setiap katalis OER harus berfungsi pada skala industri dalam kondisi operasi yang berat. Gómez-Bombarelli mengatakan tim melanjutkan pengujian ketahanan jangka panjang dan, dengan panduan AI serta peralatan laboratorium, mengevaluasi perilaku material dalam bentuk yang menyerupai penggunaan berskala industri. Alur kerja itu juga belum sepenuhnya otonom: untuk kampanye ini, manusia memindahkan sampel antarmesin sementara perusahaan mengembangkan robotika untuk operasi yang sepenuhnya otonom.

Lila Sciences, perusahaan rintisan AI yang berbasis di Cambridge, diluncurkan ke publik pada Maret 2025 dengan keyakinan bahwa AI dapat menjalankan seluruh metode ilmiah—hipotesis, eksperimen, interpretasi, dan iterasi—di laboratorium otonom yang dikendalikan AI. Ilmuwan senior Fae Habib Zadeh mengatakan alur kerja menyeluruh ini dapat diterapkan pada reaksi elektrokatalisis dan elektrosintesis lain, seperti pembuatan amonia hijau atau prekursor plastik, dan tim sudah menjalankan kampanye berikutnya.