AI löser energibranschens stora utmaning: Föreslår 5 material för att ersätta 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 mer hållbar 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 team 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 för energiindustrin: att hitta en ersättning för litium, ett grundämne som blir alltmer sällsynt och dyrt.

Forskningsresultat som nyligen publicerats i tidskriften Cell Reports Physical Science visar att nya material kan stödja batterier med hjälp av rikliga mängder av ämnen som magnesium, kalcium, aluminium och zink.

Multivalenta batterier använder joner med två till tre positiva laddningar – snarare än bara en som litium – och kan teoretiskt sett lagra mer energi. Men dessa joner är större och tyngre, vilket gör dem svårare att röra sig genom konventionella materialstrukturer. Det är där AI kommer in i bilden.

NJIT-teamet kombinerade två AI-modeller: en biomaterialmodell som kallas Crystal Diffusion Variational Autoencoder (CDVAE) och en specialinställd storspråksmodell (LLM). CDVAE genererar tusentals nya kristallstrukturer, medan LLM utvärderar termodynamisk stabilitet – en nyckelfaktor för att realisera materialet i labbet.

Resultaten visar fem helt nya övergångsmetalloxidmaterial med porösa strukturer och breda jonledande "kanaler" – lämpliga för transport av skrymmande flervärda joner – som har validerats genom kvantmekaniska simuleringar och stabilitetstester.

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

Teamet arbetar nu med experimentella laboratorier för att syntetisera och testa de nyupptäckta materialen, med målet att gå mot kommersiell produktion av multivalenta batterier – ett steg som helt skulle kunna förändra framtiden för energilagring.

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