Inteligência Artificial resolve o grande desafio da indústria de energia: sugere 5 materiais para substituir as baterias de lítio.

Cientistas americanos utilizaram 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, barata e sustentável do que a atual tecnologia de baterias de íon-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, utilizou um sistema de IA duplo para enfrentar um grande desafio para a indústria de energia: encontrar um substituto para o lítio, um elemento que está se tornando cada vez mais escasso e caro.

Resultados de pesquisas recentemente publicados na revista Cell Reports Physical Science mostram que novos materiais podem servir de suporte para baterias utilizando elementos abundantes como magnésio, cálcio, alumínio e zinco.

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

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

Os resultados mostram cinco materiais de óxido de metal de transição completamente novos, com estruturas porosas e "canais" condutores de íons amplos – adequados para o transporte de íons multivalentes volumosos – que foram validados por simulações de mecânica quântica 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 um novo caminho para projetar todos os tipos de materiais avançados – da eletrônica às 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 rumo à produção comercial de baterias multivalentes – um passo que poderá 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