AI tar itu med en stor energiutmaning: Föreslår 5 alternativa material för litiumbatterier.

Amerikanska forskare har använt artificiell intelligens (AI) för att upptäcka fem nya porösa material som kan inleda en era av multivalenta batterier – en kraftfullare, billigare och hållbarare energilagringslösning än nuvarande litiumjonbatteriteknik.

Istället för årtionden av manuella experiment möjliggör AI utforskning av ett helt materialuniversum på bara några månader. (Källa: Science Daily)

Ett forskarteam vid New Jersey Institute of Technology (NJIT), lett av professor Dibakar Datta, använde ett dubbelt AI-system för att ta itu med en stor utmaning som energiindustrin står inför: att hitta alternativ till litium – ett grundämne som blir alltmer sällsynt och dyrt.

Forskning som nyligen publicerats i tidskriften Cell Reports Physical Science visar att nya material skulle kunna stödja batterier med hjälp av rikliga mängder av element som magnesium, kalcium, aluminium och zink.

Multivalenta batterier använder joner som bär två till tre positiva laddningar – istället för bara en som litium – så teoretiskt sett kan de lagra mer energi. Dessa joner är dock större och tyngre, vilket gör dem svåra att röra sig inom konventionella materialstrukturer. Det är detta som AI har hjälpt till att övervinna.

NJIT-teamet kombinerade två AI-modeller: en biomaterialmodell kallad "Crystal Diffusion Self-Variation Encoder" (CDVAE) och en specialinställd storspråksmodell (LLM). CDVAE genererade tusentals nya kristallstrukturer, medan LLM utvärderade termodynamisk stabilitet – en nyckelfaktor vid materialframställning i laboratoriet.

Resultaten visade att fem helt nya övergångsmetalloxidmaterial med porösa strukturer och breda jonledande "kanaler" – lämpliga för transport av skrymmande multivalenta joner – validerades genom kvantmekaniska simuleringar och stabilitetstester.

Datta konstaterade: ”Istället för att lägga årtionden på manuella experiment, låter AI oss utforska ett helt universum av material på bara några månader. Detta hjälper inte bara till att hitta material för batterier, utan öppnar också upp för ett nytt sätt att designa alla typer av avancerade material – från elektroniska komponenter till ren energiteknik.”

Forskargruppen samarbetar för närvarande med experimentella laboratorier för att syntetisera och verifiera de nyupptäckta materialen, med målet att gå mot kommersiell produktion av multivalenta batterier – ett steg som helt skulle kunna förändra framtiden för energilagringsindustrin.

Källa: 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