Inteligența artificială abordează o provocare energetică majoră: sugerează 5 materiale alternative pentru bateriile cu litiu.

Oamenii de știință americani au folosit inteligența artificială (IA) pentru a descoperi cinci noi materiale poroase care ar putea inaugura o eră a bateriilor multivalente - o soluție de stocare a energiei mai puternică, mai ieftină și mai sustenabilă decât tehnologia actuală a bateriilor litiu-ion.

În loc de decenii de experimente manuale, inteligența artificială permite explorarea unui întreg univers de materiale în doar câteva luni. (Sursa: Science Daily)

O echipă de cercetare de la Institutul de Tehnologie din New Jersey (NJIT), condusă de profesorul Dibakar Datta, a folosit un sistem dual de inteligență artificială pentru a aborda o provocare majoră cu care se confruntă industria energetică: găsirea de alternative la litiu - un element care devine din ce în ce mai rar și mai scump.

Un studiu publicat recent în revista Cell Reports Physical Science arată că noi materiale ar putea susține bateriile folosind elemente abundente precum magneziu, calciu, aluminiu și zinc.

Bateriile multivalente utilizează ioni care poartă două până la trei sarcini pozitive - în loc de una singură, cum ar fi litiul - așa că, teoretic, pot stoca mai multă energie. Cu toate acestea, acești ioni sunt mai mari și mai grei, ceea ce face dificilă deplasarea lor în cadrul structurilor materiale convenționale. Acesta este blocajul pe care inteligența artificială a contribuit la depășirea acestuia.

Echipa NJIT a combinat două modele de inteligență artificială: un model de biomaterial numit „Crystal Diffusion Self-Variation Encoder” (CDVAE) și un model de limbaj mare (LLM) special reglat. CDVAE a generat mii de structuri cristaline noi, în timp ce LLM a evaluat stabilitatea termodinamică - un factor cheie în realizarea materialelor în laborator.

Rezultatele au arătat că cinci materiale complet noi pe bază de oxid de metale tranziționale, cu structuri poroase și „canale” largi de conducere a ionilor - potrivite pentru transportul ionilor multivalenți voluminoși - au fost validate prin simulări mecanice cuantice și teste de stabilitate.

Datta a declarat: „În loc să petrecem decenii întregi experimentând manual, inteligența artificială ne permite să explorăm un întreg univers de materiale în doar câteva luni. Acest lucru nu numai că ajută la găsirea materialelor pentru baterii, dar deschide și o nouă abordare pentru proiectarea tuturor tipurilor de materiale avansate - de la componente electronice la tehnologii de energie curată.”

Echipa de cercetare colaborează în prezent cu laboratoare experimentale pentru a sintetiza și verifica materialele nou descoperite, cu scopul de a trece la producția comercială de baterii multivalente – un pas care ar putea schimba complet viitorul industriei de stocare a energiei.

Sursă: 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