Practical Prediction of Gas Separation Performance in Polymeric Membranes Using Machine Learning

巴勒 随机森林 均方误差 膜 平均绝对误差 人工智能 标杆管理 气体分离 机器学习 计算机科学 磁导率 合成膜 近似误差 工艺工程 特征(语言学) 聚合物 工程类 梯度升压 生物系统 膜技术 均方预测误差 均方 回归 烟气 算法 平均绝对百分比误差 回归分析 线性回归
作者
Hamid Zentou,Mohammed Abdullah Issa,Balqees Sulaiman Alshareef,Mahmoud Mohamed Abdelnaby
出处
期刊:Chemistry-an Asian Journal [Wiley]
卷期号:21 (4): e70645-e70645 被引量:4
标识
DOI:10.1002/asia.70645
摘要

ABSTRACT Membrane‐based gas separation offers significant potential for carbon capture and clean energy applications; however, inconsistent experimental conditions often hinder direct comparison of membrane performance. In this work, machine learning (ML) is applied to predict gas permeability in polymeric membranes using a dataset comprising 3618 entries from 603 polymers across six gases (CO 2 , N 2 , H 2 , He, O 2 , and CH 4 ). Ensemble regression algorithms (Random Forest, Gradient Boosting, XGBoost, and Extra Trees) were developed and rigorously assessed. Model accuracy was evaluated using mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE), both expressed in Barrer for physical relevance. Among the models, Random Forest exhibited the most reliable performance, achieving an MAE of 346.92 Barrer and an RMSE of 888.69 Barrer, highlighting its strong predictive capacity across diverse membrane–gas systems. Feature importance analysis, combined with SHAP interpretation, indicated that membrane structure, operating parameters, and gas‐specific properties play key roles in determining permeability. Benchmarking predictions against the Robeson upper bound further identified high‐performing membranes for CO 2 /N 2 and CO 2 /CH 2 separations. Overall, the study demonstrates the effectiveness of ML‐driven screening in accelerating membrane discovery and supporting the design of next‐generation gas separation materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
搞怪的幻枫完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
victorchen完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
魏书恒发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
6秒前
Owen的应助被桂花糕采纳,获得10
6秒前
7秒前
Daisy发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Free发布了新的文献求助10
8秒前
白白不是球完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
李健的粉丝团团长的应助被Hdk采纳,获得10
8秒前
theThreeMagi发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
YSA关闭了YSA的文献求助
9秒前
ding的应助被皮在痒采纳,获得10
9秒前
英姑的应助被叶子采纳,获得10
10秒前
耍酷橘子完成签到,获得积分10
10秒前
天天快乐的应助被Cmqq采纳,获得10
10秒前
10秒前
NEYMAR发布了新的文献求助10
10秒前
KinoFreeze完成签到 ,获得积分0
10秒前
jackson发布了新的文献求助10
11秒前
顾七发布了新的文献求助10
11秒前
金水完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
生动的半山完成签到,获得积分10
12秒前
liusheng发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
顾矜的应助被WSR采纳,获得10
12秒前
小蘑菇的应助被zzzzk采纳,获得10
12秒前
13秒前
炙热的飞荷完成签到,获得积分10
13秒前
宁缺毋滥发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8141413
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9541274
关于积分的说明 21645122
捐赠科研通 7725429
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421324
关于科研通互助平台的介绍 2546516
邀请新用户注册赠送积分活动 2463521