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| Statt jahrzehntelanger manueller Experimente ermöglicht KI die Erforschung eines ganzen Universums an Materialien in nur wenigen Monaten. (Quelle: Science Daily) |
Ein Team des New Jersey Institute of Technology (NJIT) unter der Leitung von Professor Dibakar Datta nutzte ein duales KI-System, um eine große Herausforderung für die Energiewirtschaft anzugehen: die Suche nach einem Ersatz für Lithium, ein Element, das zunehmend knapper und teurer wird.
Jüngst in der Fachzeitschrift Cell Reports Physical Science veröffentlichte Forschungsergebnisse zeigen, dass neue Materialien Batterien mit reichlich vorhandenen Elementen wie Magnesium, Kalzium, Aluminium und Zink unterstützen können.
Multivalente Batterien nutzen Ionen mit zwei oder drei positiven Ladungen – im Gegensatz zu Lithium-Ionen mit nur einer Ladung – und können daher theoretisch mehr Energie speichern. Diese Ionen sind jedoch größer und schwerer, was ihren Transport durch herkömmliche Materialstrukturen erschwert. Hier kommt künstliche Intelligenz ins Spiel.
Das NJIT-Team kombinierte zwei KI-Modelle: ein Biomaterialmodell namens Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) und ein speziell angepasstes großes Sprachmodell (LLM). Der CDVAE generiert Tausende neuer Kristallstrukturen, während das LLM die thermodynamische Stabilität bewertet – ein Schlüsselfaktor für die Realisierung des Materials im Labor.
Die Ergebnisse zeigen fünf völlig neue Übergangsmetalloxidmaterialien mit porösen Strukturen und breiten ionenleitenden „Kanälen“ – geeignet für den Transport von sperrigen mehrwertigen Ionen –, die durch quantenmechanische Simulationen und Stabilitätstests validiert wurden.
„Statt jahrzehntelanger manueller Experimente ermöglicht uns KI, ein ganzes Universum an Materialien in nur wenigen Monaten zu erforschen“, sagte Datta. „Dies hilft uns nicht nur bei der Suche nach Materialien für Batterien, sondern eröffnet auch neue Wege für die Entwicklung aller Arten von fortschrittlichen Materialien – von Elektronik bis hin zu Technologien für saubere Energie.“
Das Team arbeitet nun mit experimentellen Laboren zusammen, um die neu entdeckten Materialien zu synthetisieren und zu testen, mit dem Ziel, zur kommerziellen Produktion von multivalenten Batterien überzugehen – ein Schritt, der die Zukunft der Energiespeicherung völlig verändern könnte.
Quelle: 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
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