IA resolve o grande desafio da indústria energética: sugere 5 materiais para substituir baterias de lítio

Cientistas americanos usaram inteligência artificial (IA) para descobrir cinco novos materiais porosos que podem inaugurar a era das baterias multivalentes — uma solução de armazenamento de energia mais potente, mais barata e mais sustentável do que a atual tecnologia de baterias de íons de lítio.

Em vez de décadas de experimentação manual, a IA permite a exploração de um universo inteiro de materiais em apenas alguns meses. (Fonte: Science Daily)

Uma equipe do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey (NJIT), liderada pelo professor Dibakar Datta, usou um sistema de IA dupla para enfrentar um grande desafio da indústria de energia: encontrar um substituto para o lítio, um elemento que está se tornando cada vez mais escasso e caro.

Resultados de pesquisas publicados recentemente no periódico Cell Reports Physical Science mostram que novos materiais podem dar suporte a baterias usando elementos abundantes como magnésio, cálcio, alumínio e zinco.

Baterias multivalentes usam íons com duas ou três cargas positivas — em vez de apenas uma, como o lítio — para que, teoricamente, possam armazenar mais energia. No entanto, esses íons são maiores e mais pesados, dificultando sua movimentação através de estruturas de materiais convencionais. É aí que entra a IA.

A equipe do NJIT combinou dois modelos de IA: um modelo de biomateriais chamado Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) e um modelo de linguagem ampla (LLM) especialmente ajustado. O CDVAE gera milhares de novas estruturas cristalinas, enquanto o LLM avalia a estabilidade termodinâmica — um fator-chave na obtenção do material em laboratório.

Os resultados mostram cinco materiais de óxido de metal de transição completamente novos com estruturas porosas e amplos “canais” condutores de íons – adequados para transportar íons multivalentes volumosos – que foram validados por simulações mecânicas quânticas e testes de estabilidade.

“Em vez de décadas de experimentação manual, a IA nos permite explorar um universo inteiro de materiais em apenas alguns meses”, disse Datta. “Isso não só nos ajuda a encontrar materiais para baterias, como também abre uma nova maneira de projetar todos os tipos de materiais avançados – de eletrônicos a tecnologias de energia limpa.”

A equipe agora está trabalhando com laboratórios experimentais para sintetizar e testar os materiais recém-descobertos, com o objetivo de avançar para a produção comercial de baterias multivalentes — um passo que pode mudar completamente o futuro do armazenamento de energia.

Fonte: 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