Η Τεχνητή Νοημοσύνη λύνει τη μεγάλη πρόκληση της ενεργειακής βιομηχανίας: Προτείνοντας 5 υλικά για την αντικατάσταση των μπαταριών λιθίου

Αμερικανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη (AI) για να ανακαλύψουν πέντε νέα πορώδη υλικά που θα μπορούσαν να εγκαινιάσουν την εποχή των πολυδύναμων μπαταριών - μια πιο ισχυρή, φθηνότερη και πιο βιώσιμη λύση αποθήκευσης ενέργειας από την τρέχουσα τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου.

Αντί για δεκαετίες χειροκίνητου πειραματισμού, η Τεχνητή Νοημοσύνη επιτρέπει την εξερεύνηση ενός ολόκληρου σύμπαντος υλικών σε λίγους μόνο μήνες. (Πηγή: Science Daily)

Μια ομάδα στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Νιου Τζέρσεϊ (NJIT), με επικεφαλής τον καθηγητή Ντιμπακάρ Ντάτα, χρησιμοποίησε ένα διπλό σύστημα τεχνητής νοημοσύνης για να αντιμετωπίσει μια σημαντική πρόκληση για την ενεργειακή βιομηχανία: την εύρεση ενός υποκατάστατου του λιθίου, ενός στοιχείου που γίνεται ολοένα και πιο σπάνιο και ακριβό.

Τα αποτελέσματα έρευνας που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Cell Reports Physical Science δείχνουν ότι νέα υλικά μπορούν να υποστηρίξουν μπαταρίες χρησιμοποιώντας άφθονα στοιχεία όπως μαγνήσιο, ασβέστιο, αλουμίνιο και ψευδάργυρο.

Οι πολυδύναμες μπαταρίες χρησιμοποιούν ιόντα με δύο έως τρία θετικά φορτία —αντί για ένα μόνο όπως το λίθιο— και θεωρητικά μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερη ενέργεια. Αλλά αυτά τα ιόντα είναι μεγαλύτερα και βαρύτερα, γεγονός που καθιστά πιο δύσκολη την κίνησή τους μέσα από τις συμβατικές δομές υλικών. Εδώ ακριβώς έρχεται η Τεχνητή Νοημοσύνη.

Η ομάδα του NJIT συνδύασε δύο μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης: ένα μοντέλο βιοϋλικών που ονομάζεται Crystal Diffusion Variational Autoencoder (CDVAE) και ένα ειδικά ρυθμισμένο μοντέλο μεγάλης γλώσσας (LLM). Το CDVAE παράγει χιλιάδες νέες κρυσταλλικές δομές, ενώ το LLM αξιολογεί τη θερμοδυναμική σταθερότητα — έναν βασικό παράγοντα για την υλοποίηση του υλικού στο εργαστήριο.

Τα αποτελέσματα δείχνουν πέντε εντελώς νέα υλικά οξειδίων μεταβατικών μετάλλων με πορώδεις δομές και ευρέα «κανάλια» ιονταγωγών – κατάλληλα για τη μεταφορά ογκωδών πολυσθενών ιόντων – τα οποία έχουν επικυρωθεί με κβαντομηχανικές προσομοιώσεις και δοκιμές σταθερότητας.

«Αντί για δεκαετίες χειροκίνητου πειραματισμού, η Τεχνητή Νοημοσύνη μας επιτρέπει να εξερευνήσουμε ένα ολόκληρο σύμπαν υλικών σε λίγους μόνο μήνες», δήλωσε ο Ντάτα. «Αυτό όχι μόνο μας βοηθά να βρούμε υλικά για μπαταρίες, αλλά ανοίγει και έναν νέο τρόπο σχεδιασμού κάθε είδους προηγμένων υλικών - από ηλεκτρονικά έως τεχνολογίες καθαρής ενέργειας».

Η ομάδα συνεργάζεται τώρα με πειραματικά εργαστήρια για να συνθέσει και να δοκιμάσει τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα υλικά, με στόχο τη μετάβαση στην εμπορική παραγωγή πολυδύναμων μπαταριών - ένα βήμα που θα μπορούσε να αλλάξει εντελώς το μέλλον της αποθήκευσης ενέργειας.

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