AI løser energibransjens store utfordring: Foreslår 5 materialer for å erstatte litiumbatterier

Amerikanske forskere har brukt kunstig intelligens (KI) til å oppdage fem nye porøse materialer som kan innlede en æra med multivalente batterier – en kraftigere, billigere og mer bærekraftig energilagringsløsning enn dagens litiumionbatteriteknologi.

I stedet for flere tiår med manuell eksperimentering, tillater AI utforskning av et helt univers av materialer på bare noen få måneder. (Kilde: Science Daily)

Et team ved New Jersey Institute of Technology (NJIT), ledet av professor Dibakar Datta, brukte et dobbelt AI-system for å takle en stor utfordring for energibransjen: å finne en erstatning for litium, et grunnstoff som blir stadig mer sjeldent og dyrt.

Forskningsresultater som nylig ble publisert i tidsskriftet Cell Reports Physical Science viser at nye materialer kan støtte batterier ved å bruke rikelig med elementer som magnesium, kalsium, aluminium og sink.

Multivalente batterier bruker ioner med to eller tre positive ladninger – i stedet for bare én som litium – slik at de teoretisk sett kan lagre mer energi. Disse ionene er imidlertid større og tyngre, noe som gjør dem vanskelige å bevege seg gjennom konvensjonelle materialstrukturer. Det er her kunstig intelligens kommer inn i bildet.

NJIT-teamet kombinerte to AI-modeller: en biomaterialmodell kalt Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) og en spesialinnstilt storspråksmodell (LLM). CDVAE genererer tusenvis av nye krystallstrukturer, mens LLM evaluerer termodynamisk stabilitet – en nøkkelfaktor for å realisere materialet i laboratoriet.

Resultatene viser fem helt nye overgangsmetalloksidmaterialer med porøse strukturer og brede ioneledende «kanaler» – egnet for transport av store flerverdige ioner – som har blitt validert av kvantemekaniske simuleringer og stabilitetstesting.

«I stedet for flere tiår med manuell eksperimentering, lar AI oss utforske et helt univers av materialer på bare noen få måneder», sa Datta. «Dette hjelper oss ikke bare med å finne materialer til batterier, men åpner også for en ny måte å designe alle slags avanserte materialer på – fra elektronikk til ren energiteknologi.»

Teamet jobber nå med eksperimentelle laboratorier for å syntetisere og teste de nyoppdagede materialene, med mål om å bevege seg mot kommersiell produksjon av multivalente batterier – et skritt som fullstendig kan forandre fremtiden for energilagring.

Kilde: 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