Inteligența artificială rezolvă marea provocare a industriei energetice: sugerează 5 materiale pentru a înlocui bateriile cu litiu

Oamenii de știință americani au folosit inteligența artificială (IA) pentru a descoperi cinci noi materiale poroase care ar putea inaugura era 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 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 pentru industria energetică: găsirea unui înlocuitor pentru litiu, un element care devine din ce în ce mai rar și mai scump.

Rezultatele cercetărilor publicate recent în revista Cell Reports Physical Science arată că noi materiale pot susține bateriile folosind elemente abundente precum magneziu, calciu, aluminiu și zinc.

Bateriile multivalente utilizează ioni cu două sau trei sarcini pozitive - în loc de una singură, cum ar fi litiul - și pot stoca teoretic mai multă energie. Dar acești ioni sunt mai mari și mai grei, ceea ce îi face mai dificil de deplasat prin structurile materiale convenționale. Aici intervine inteligența artificială.

Echipa NJIT a combinat două modele de inteligență artificială: un model de biomateriale numit Crystal Diffusion Variational Autoencoder (CDVAE) și un model de limbaj mare (LLM) special reglat. CDVAE generează mii de noi structuri cristaline, în timp ce LLM evaluează stabilitatea termodinamică - un factor cheie în realizarea materialului în laborator.

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

„În loc să experimenteze manual timp de decenii, inteligența artificială ne permite să explorăm un întreg univers de materiale în doar câteva luni”, a spus Datta. „Acest lucru nu numai că ne ajută să găsim materiale pentru baterii, dar deschide și o nouă modalitate de a proiecta tot felul de materiale avansate – de la electronice la tehnologii de energie curată.”

Echipa lucrează acum cu laboratoare experimentale pentru a sintetiza și testa materialele nou descoperite, cu scopul de a trece la producția comercială de baterii multivalente – un pas care ar putea schimba complet viitorul stocării 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