AI pakt een grote energie-uitdaging aan: het suggereert 5 alternatieve materialen voor lithiumbatterijen.

Amerikaanse wetenschappers hebben kunstmatige intelligentie (AI) gebruikt om vijf nieuwe poreuze materialen te ontdekken die een nieuw tijdperk van multivalente batterijen zouden kunnen inluiden – een krachtigere, goedkopere en duurzamere energieopslagoplossing dan de huidige lithium-ionbatterijtechnologie.

In plaats van decennialange handmatige experimenten, maakt AI het mogelijk om in slechts enkele maanden een heel universum aan materialen te onderzoeken . (Bron: Science Daily)

Een onderzoeksteam van het New Jersey Institute of Technology (NJIT), onder leiding van professor Dibakar Datta, heeft een dubbel AI-systeem gebruikt om een ​​grote uitdaging voor de energie-industrie aan te pakken: het vinden van alternatieven voor lithium – een element dat steeds schaarser en duurder wordt.

Recent onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports Physical Science, toont aan dat nieuwe materialen gebruikt kunnen worden voor batterijen met behulp van veelvoorkomende elementen zoals magnesium, calcium, aluminium en zink.

Multivalente batterijen gebruiken ionen met twee tot drie positieve ladingen – in plaats van slechts één zoals lithium – waardoor ze theoretisch meer energie kunnen opslaan. Deze ionen zijn echter groter en zwaarder, waardoor ze moeilijk te verplaatsen zijn binnen conventionele materiaalstructuren. Dit is het knelpunt dat AI heeft helpen overwinnen.

Het NJIT-team combineerde twee AI-modellen: een biomateriaalmodel genaamd de "Crystal Diffusion Self-Variation Encoder" (CDVAE) en een speciaal afgestemd groottallig model (LLM). CDVAE genereerde duizenden nieuwe kristalstructuren, terwijl LLM de thermodynamische stabiliteit beoordeelde – een cruciale factor bij de realisatie van materialen in het laboratorium.

De resultaten toonden aan dat vijf volledig nieuwe overgangsmetaaloxidematerialen met poreuze structuren en brede ionengeleidende "kanalen"—geschikt voor het transport van omvangrijke meerwaardige ionen—werden gevalideerd door middel van kwantummechanische simulaties en stabiliteitstests.

Datta verklaarde: "In plaats van decennialang handmatig te experimenteren, stelt AI ons in staat om in slechts enkele maanden een heel universum aan materialen te verkennen. Dit helpt niet alleen bij het vinden van materialen voor batterijen, maar opent ook een nieuwe benadering voor het ontwerpen van allerlei geavanceerde materialen – van elektronische componenten tot schone energietechnologieën."

Het onderzoeksteam werkt momenteel samen met experimentele laboratoria om de nieuw ontdekte materialen te synthetiseren en te verifiëren, met als doel de commerciële productie van multivalente batterijen te realiseren – een stap die de toekomst van de energieopslagindustrie volledig zou kunnen veranderen.

Bron: 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