揭秘“AI-电化学家”：技术如何改变未来？

一、背景介绍

中国科学院长春应用化学研究所周敏研究员团队自主研制的AI-电化学家（新能源新材料智慧实验室）瞄准新能源新材料领域前沿需求，深度融合人工智能与材料研发新技术，构建了材料设计、制备、合成、筛选与预测的全流程智能化研发体系，在电催化、光催化、光电催化、热催化、电池及电解液、金属腐蚀等关键领域实现技术突破，单日材料研发效率达200组。

二、产品介绍

更多仪器研制中…

通过自主研发，攻克了材料研发效率低、筛选难以及国产化仪器装备不足等关键问题。开发的智慧实验室涵盖能源过程多模态原位表征功能岛、高通量电极材料智能筛选系统及高通量先进材料合成、粉体阵列化、液体阵列化、固体配发、液体配发、真空干燥和冷冻干燥七大工作站，以及AGV机器人智能作业系统、任务调度系统、高通量数据分析平台和仓储系统。

该智慧实验室创新成果显著：（1）服务国家AI重大专项，作为新质生产力代表获央视专题报道；（2）相关设备实现产业化应用，年销售额突破2000万元；（3）先进材料合成工作站已服务全国100余所高校及科研机构，作为核心设备助力用户在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Nat. Commun.、Joule等顶刊发表论文7篇；（4）获科技部、国家自然基金委及吉林省、长春市主要领导现场考察，充分肯定其技术创新与产业价值。

三、技术优势

致力于提供高质量的智慧实验室解决方案，打造先进、高效、通用的实验室环境。AI-电化学家实验室包括AGV机器人智能作业系统和20余种自主研发的先进仪器设备，实现实验设计智能化、仪器操作无人化、数据产出高通量化及材料研发流程化的全面革新。特别值得一提的是，高通量电极材料智能筛选系统（也称高通量无人化智能筛选系统）具备并行多模态（电化学、光学、力学、质谱、色谱、拉曼等）原位感知样品的能力。

四、催化剂案例流程

在该智慧实验室中，通过科学规划的功能区布局，实现了从材料设计研发、综合表征、多维筛选、小规模量产到能源器件构建的全流程覆盖。智能中控室与数据处理中心依托多维数据驱动模型，辅助实验方案的流程设计与实验数据的高效分析处理，确保自动化实验流程的高效性与准确性。高通量合成制备区配备了固体配发、液体配发、真空干燥、冷冻干燥、阵列超声、阵列点样及材料合成工作站等多种设备，构建了常规催化剂制备的完整高通量生态链。综合表征区整合了LIBS、FT-IR、XRD等常用材料表征设备，能够快速获取材料的理化性质信息，为后续分析提供基础支撑。能源过程多模态原位表征功能岛区集成了SFCP和Raman、DEMS、GC、HPLC、ICP-MS等多种电化学-谱学联用设备，可实现材料多模态信息的实时在线采集，为深入揭示材料的结构-性能关系提供强有力的

技术支撑。

AI-电化学家实验室提供多功能场景的一站式完整解决方案，为先进材料研发提供AI大语言模型与自研高通量仪器融合的新研究范式，结合自定义AGV机器人智能作业系统全天候工作，最高可实现单日超200组先进材料的设计-合成-制备-表征-筛选-预测需求。