Штучний інтелект вирішує велику проблему енергетичної галузі: пропонує 5 матеріалів для заміни літієвих батарей

Американські вчені за допомогою штучного інтелекту (ШІ) виявили п'ять нових пористих матеріалів, які можуть започаткувати еру багатовалентних батарей – потужнішого, дешевшого та екологічнішого рішення для зберігання енергії, ніж сучасна технологія літій-іонних батарей.

Замість десятиліть ручних експериментів, штучний інтелект дозволяє досліджувати цілий всесвіт матеріалів лише за кілька місяців. (Джерело: Science Daily)

Команда з Нью-Джерсійського технологічного інституту (NJIT) під керівництвом професора Дібакара Датти використала подвійну систему штучного інтелекту для вирішення серйозної проблеми енергетичної галузі: пошуку заміни літію, елемента, який стає дедалі рідкіснішим і дорожчим.

Результати дослідження, нещодавно опубліковані в журналі Cell Reports Physical Science, показують, що нові матеріали можуть підтримувати роботу акумуляторів, використовуючи такі елементи, як магній, кальцій, алюміній та цинк.

У багатовалентних батареях використовуються іони з двома або трьома позитивними зарядами, а не лише з одним, як у літієвих, тому вони теоретично можуть зберігати більше енергії. Однак ці іони більші та важчі, що ускладнює їх переміщення через звичайні матеріальні структури. Саме тут і з'являється штучний інтелект.

Команда NJIT поєднала дві моделі штучного інтелекту: модель біоматеріалів під назвою Crystal Diffusion Variational Encoder (CDVAE) та спеціально налаштовану модель великої мови програмування (LLM). CDVAE генерує тисячі нових кристалічних структур, тоді як LLM оцінює термодинамічну стабільність — ключовий фактор у реалізації матеріалу в лабораторії.

Результати показують п'ять абсолютно нових матеріалів на основі оксидів перехідних металів з пористими структурами та широкими іонно-провідними «каналами», придатних для транспортування об'ємних багатовалентних іонів, які були підтверджені квантово-механічним моделюванням та тестуванням на стабільність.

«Замість десятиліть ручних експериментів, штучний інтелект дозволяє нам дослідити цілий всесвіт матеріалів лише за кілька місяців», – сказав Датта. «Це не тільки допомагає нам знаходити матеріали для акумуляторів, але й відкриває новий спосіб розробки всіляких передових матеріалів – від електроніки до технологій чистої енергії».

Зараз команда працює з експериментальними лабораторіями над синтезом та тестуванням нещодавно відкритих матеріалів з метою переходу до комерційного виробництва багатовалентних батарей – кроку, який може повністю змінити майбутнє накопичення енергії.

Джерело: 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