A mesterséges intelligencia megoldja az energiaipar nagy kihívását: 5 anyag javaslata a lítium akkumulátorok helyettesítésére

Amerikai tudósok mesterséges intelligencia (MI) segítségével öt új porózus anyagot fedeztek fel, amelyek bevezethetik a többértékű akkumulátorok korszakát – egy erősebb, olcsóbb és fenntarthatóbb energiatárolási megoldást, mint a jelenlegi lítium-ion akkumulátor-technológia.

A mesterséges intelligencia évtizedekig tartó manuális kísérletezés helyett lehetővé teszi egy egész anyaguniverzum felfedezését mindössze néhány hónap alatt. (Forrás: Science Daily)

A New Jersey-i Műszaki Intézet (NJIT) Dibakar Datta professzor vezette csapata egy kettős mesterséges intelligencia rendszert használt az energiaipar egyik komoly kihívásának megoldására: a lítium, egy egyre ritkább és drágább elem helyettesítőjének megtalálására.

A Cell Reports Physical Science folyóiratban nemrégiben megjelent kutatási eredmények azt mutatják, hogy új anyagok képesek akkumulátorokat támogatni olyan nagy mennyiségű elem felhasználásával, mint a magnézium, a kalcium, az alumínium és a cink.

A többértékű akkumulátorok két vagy három pozitív töltésű ionokat használnak – a lítiumhoz hasonlóan csak egyet –, így elméletileg több energiát tudnak tárolni. Ezek az ionok azonban nagyobbak és nehezebbek, ami megnehezíti a hagyományos anyagszerkezeteken való áthaladásukat. Itt jön képbe a mesterséges intelligencia.

Az NJIT csapata két mesterséges intelligencia modellt kombinált: egy Kristálydiffúziós variációs kódolónak (CDVAE) nevezett bioanyag-modellt és egy speciálisan hangolt nagy nyelvi modellt (LLM). A CDVAE több ezer új kristályszerkezetet generál, míg az LLM a termodinamikai stabilitást értékeli – ami kulcsfontosságú tényező az anyag laboratóriumi megvalósításában.

Az eredmények öt teljesen új, porózus szerkezetű és széles ionvezető „csatornákkal” rendelkező átmenetifém-oxid anyagot mutatnak be – amelyek alkalmasak nagyméretű, többértékű ionok szállítására –, amelyeket kvantummechanikai szimulációkkal és stabilitási tesztekkel validáltak.

„Évtizedekig tartó manuális kísérletezés helyett a mesterséges intelligencia lehetővé teszi számunkra, hogy mindössze néhány hónap alatt felfedezzünk egy egész anyaguniverzumot” – mondta Datta. „Ez nemcsak az akkumulátorokhoz való anyagok megtalálásában segít, hanem új utat nyit mindenféle fejlett anyag tervezéséhez – az elektronikától a tiszta energiatechnológiákig.”

A csapat jelenleg kísérleti laboratóriumokkal együttműködve szintetizálja és teszteli az újonnan felfedezett anyagokat, azzal a céllal, hogy a többértékű akkumulátorok kereskedelmi gyártása felé haladjon – ez a lépés teljesen megváltoztathatja az energiatárolás jövőjét.

Forrás: 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