L'IA résout le grand défi du secteur de l'énergie : proposer 5 matériaux pour remplacer les batteries au lithium

Des scientifiques américains ont utilisé l'intelligence artificielle (IA) pour découvrir cinq nouveaux matériaux poreux qui pourraient inaugurer l'ère des batteries multivalentes - une solution de stockage d'énergie plus puissante, moins chère et plus durable que la technologie actuelle des batteries lithium-ion.

Au lieu de décennies d'expérimentation manuelle, l'IA permet d'explorer tout un univers de matériaux en quelques mois seulement. (Source : Science Daily)

Une équipe du New Jersey Institute of Technology (NJIT), dirigée par le professeur Dibakar Datta, a utilisé un système d’IA double pour relever un défi majeur pour l’industrie énergétique : trouver un remplaçant au lithium, un élément qui devient de plus en plus rare et cher.

Des résultats de recherche récemment publiés dans la revue Cell Reports Physical Science montrent que de nouveaux matériaux peuvent soutenir les batteries en utilisant des éléments abondants tels que le magnésium, le calcium, l'aluminium et le zinc.

Les batteries multivalentes utilisent des ions à deux ou trois charges positives – au lieu d'une seule comme le lithium – ce qui leur permet théoriquement de stocker davantage d'énergie. Cependant, ces ions sont plus gros et plus lourds, ce qui les rend difficiles à déplacer à travers les structures matérielles conventionnelles. C'est là qu'intervient l'IA.

L'équipe du NJIT a combiné deux modèles d'IA : un modèle de biomatériaux appelé Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) et un modèle de langage étendu (LLM) spécialement optimisé. Le CDVAE génère des milliers de nouvelles structures cristallines, tandis que le LLM évalue la stabilité thermodynamique, un facteur clé pour la réalisation du matériau en laboratoire.

Les résultats montrent cinq matériaux d'oxyde de métal de transition entièrement nouveaux avec des structures poreuses et de larges « canaux » conducteurs d'ions - adaptés au transport d'ions multivalents volumineux - qui ont été validés par des simulations de mécanique quantique et des tests de stabilité.

« Au lieu de décennies d'expérimentation manuelle, l'IA nous permet d'explorer tout un univers de matériaux en quelques mois seulement », a déclaré Datta. « Cela nous aide non seulement à trouver des matériaux pour les batteries, mais ouvre aussi une nouvelle voie pour concevoir toutes sortes de matériaux avancés, de l'électronique aux technologies d'énergie propre. »

L’équipe travaille actuellement avec des laboratoires expérimentaux pour synthétiser et tester les matériaux nouvellement découverts, dans le but de passer à la production commerciale de batteries multivalentes – une étape qui pourrait complètement changer l’avenir du stockage de l’énergie.

Source : 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