Umělá inteligence řeší velkou výzvu energetického průmyslu: Navrhuje 5 materiálů, které by nahradily lithiové baterie

Američtí vědci pomocí umělé inteligence (AI) objevili pět nových porézních materiálů, které by mohly nastartovat éru multivalentních baterií – výkonnějšího, levnějšího a udržitelnějšího řešení pro ukládání energie než současná technologie lithium-iontových baterií.

Místo desetiletí manuálního experimentování umožňuje umělá inteligence prozkoumat celý vesmír materiálů během pouhých několika měsíců. (Zdroj: Science Daily)

Tým z New Jersey Institute of Technology (NJIT) pod vedením profesora Dibakara Datty využil duální systém umělé inteligence k řešení zásadní výzvy pro energetický průmysl: nalezení náhrady za lithium, prvek, který se stává stále vzácnějším a dražším.

Výsledky výzkumu nedávno publikované v časopise Cell Reports Physical Science ukazují, že nové materiály mohou podporovat baterie s využitím hojně dostupných prvků, jako je hořčík, vápník, hliník a zinek.

Multivalentní baterie používají ionty se dvěma nebo třemi kladnými náboji – namísto pouze jednoho jako lithium – takže teoreticky mohou ukládat více energie. Tyto ionty jsou však větší a těžší, což ztěžuje jejich pohyb konvenčními materiálovými strukturami. A zde přichází na řadu umělá inteligence.

Tým NJIT zkombinoval dva modely umělé inteligence: model biomateriálů s názvem Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) a speciálně vyladěný model s velkým jazykem programování (LLM). CDVAE generuje tisíce nových krystalových struktur, zatímco LLM vyhodnocuje termodynamickou stabilitu – klíčový faktor pro realizaci materiálu v laboratoři.

Výsledky ukazují pět zcela nových materiálů na bázi oxidů přechodných kovů s porézní strukturou a širokými iontově vodivými „kanály“ – vhodných pro transport objemných vícemocných iontů – které byly ověřeny kvantově mechanickými simulacemi a testy stability.

„Namísto desetiletí manuálního experimentování nám umělá inteligence umožňuje prozkoumat celý vesmír materiálů během pouhých několika měsíců,“ řekl Datta. „To nám nejen pomáhá najít materiály pro baterie, ale také otevírá nový způsob, jak navrhovat nejrůznější pokročilé materiály – od elektroniky až po technologie čisté energie.“

Tým nyní spolupracuje s experimentálními laboratořemi na syntéze a testování nově objevených materiálů s cílem přejít ke komerční výrobě multivalentních baterií – kroku, který by mohl zcela změnit budoucnost skladování energie.

Zdroj: https://baoquocte.vn/ai-giai-quyet-thach-thuc-lon-cua-nganh-nang-luong-goi-y-5-vat-lieu-gi-thay-the-battery-lithium-323182.html