AI tar for seg en stor energiutfordring: Foreslår 5 alternative materialer for 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 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 forskerteam ved New Jersey Institute of Technology (NJIT), ledet av professor Dibakar Datta, brukte et dobbelt AI-system for å løse en stor utfordring energibransjen står overfor: å finne alternativer til litium – et grunnstoff som blir stadig mer sjeldent og dyrt.

Forskning 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 som bærer to til tre positive ladninger – i stedet for bare én som litium – så teoretisk sett kan de lagre mer energi. Disse ionene er imidlertid større og tyngre, noe som gjør dem vanskelige å bevege seg i konvensjonelle materialstrukturer. Dette er flaskehalsen som AI har bidratt til å overvinne.

NJIT-teamet kombinerte to AI-modeller: en biomaterialmodell kalt «Crystal Diffusion Self-Variation Encoder» (CDVAE) og en spesialinnstilt storspråksmodell (LLM). CDVAE genererte tusenvis av nye krystallstrukturer, mens LLM vurderte termodynamisk stabilitet – en nøkkelfaktor i materialrealisering i laboratoriet.

Resultatene viste at fem helt nye overgangsmetalloksidmaterialer med porøse strukturer og brede ioneledende «kanaler» – egnet for transport av store flerverdige ioner – ble validert ved kvantemekaniske simuleringer og stabilitetstesting.

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

Forskningsteamet samarbeider for tiden med eksperimentelle laboratorier for å syntetisere og verifisere de nyoppdagede materialene, med mål om å bevege seg mot kommersiell produksjon av multivalente batterier – et skritt som fullstendig kan forandre fremtiden for energilagringsindustrien.

Kilde: 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