Sztuczna inteligencja rozwiązuje duże wyzwanie branży energetycznej: proponuje 5 materiałów, które zastąpią baterie litowe

Amerykańscy naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję (AI) do odkrycia pięciu nowych porowatych materiałów, które mogą zapoczątkować erę baterii multiwalentnych – wydajniejszego, tańszego i bardziej ekologicznego rozwiązania do magazynowania energii niż obecna technologia baterii litowo-jonowych.

Zamiast dziesięcioleci manualnych eksperymentów, sztuczna inteligencja pozwala na eksplorację całego wszechświata materiałów w zaledwie kilka miesięcy. (Źródło: Science Daily)

Zespół badawczy z New Jersey Institute of Technology (NJIT) pod kierownictwem profesora Dibakara Datty wykorzystał podwójny system sztucznej inteligencji, aby uporać się z poważnym wyzwaniem stojącym przed przemysłem energetycznym: znalezieniem zamiennika litu, pierwiastka, który staje się coraz rzadszy i droższy.

Wyniki badań opublikowane niedawno w czasopiśmie Cell Reports Physical Science pokazują, że nowe materiały mogą stanowić podstawę baterii wykorzystujących powszechnie występujące pierwiastki, takie jak magnez, wapń, aluminium i cynk.

Baterie wielowartościowe wykorzystują jony o dwóch lub trzech ładunkach dodatnich – zamiast jednego, jak w przypadku litu – dzięki czemu teoretycznie mogą magazynować więcej energii. Jony te są jednak większe i cięższe, co utrudnia ich przemieszczanie się przez konwencjonalne struktury materiałowe. Tu właśnie wkracza sztuczna inteligencja.

Zespół NJIT połączył dwa modele sztucznej inteligencji: model biomateriałów o nazwie Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) oraz specjalnie dostrojony model dużego języka (LLM). CDVAE generuje tysiące nowych struktur krystalicznych, podczas gdy LLM ocenia stabilność termodynamiczną – kluczowy czynnik w procesie wytwarzania materiału w laboratorium.

Wyniki wskazują na istnienie pięciu zupełnie nowych materiałów na bazie tlenków metali przejściowych o porowatej strukturze i szerokich „kanałach” przewodzących jony – odpowiednich do transportu dużych jonów wielowartościowych – których właściwości zostały potwierdzone symulacjami mechaniki kwantowej i testami stabilności.

„Zamiast dekad manualnych eksperymentów, sztuczna inteligencja pozwala nam zbadać cały wszechświat materiałów w zaledwie kilka miesięcy” – powiedział Datta. „To nie tylko pomaga nam znaleźć materiały do ​​baterii, ale także otwiera nowy sposób projektowania wszelkiego rodzaju zaawansowanych materiałów – od elektroniki po technologie czystej energii”.

Zespół współpracuje obecnie z laboratoriami eksperymentalnymi w celu syntezy i przetestowania nowo odkrytych materiałów. Celem jest rozpoczęcie komercyjnej produkcji baterii wielowartościowych – krok, który może całkowicie zmienić przyszłość magazynowania energii.

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