Max Home IndustryС помощью искусственного интеллекта (ИИ) и суперкомпьютеров было обнаружено совершенно новое вещество, которое может сократить использование лития в батареях.
К выводам пришли Microsoft и Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (PNNL), входящая в состав Министерства энергетики США.
Ученые утверждают, что этот материал потенциально может сократить использование лития на 70 %.
С момента своего открытия новый материал использовался для питания лампочек.
Исследователи Microsoft использовали искусственный интеллект и суперкомпьютеры, чтобы сузить список из 32 миллионов потенциальных неорганических материалов до 18 перспективных кандидатов менее чем за неделю — процесс проверки, который мог бы занять более двух десятилетий с использованием традиционных лабораторных методов исследования.
Процесс от создания до разработки работающего прототипа батареи занял менее девяти месяцев.
Обе организации добились этого благодаря использованию передового искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений, которые объединяют большое количество компьютеров для решения сложных научных и математических задач.
Исполнительный вице-президент Microsoft Джейсон Зандер рассказал BBC, что одна из задач технологического гиганта заключалась в том, чтобы «сжать 250 лет научных открытий в следующие 25 лет».
«И мы думаем, что подобные технологии помогут нам в этом. Именно так, я думаю, этот тип науки будет развиваться в будущем», — сказал он.
Проблема с литием
Литий часто называют «белым золотом» из-за его рыночной стоимости и серебристого цвета. Это один из ключевых компонентов аккумуляторных батарей (литий-ионных аккумуляторов), которые питают все: от электромобилей (EV) до смартфонов.
По данным Международного энергетического агентства, поскольку потребность в металле и спрос на электромобили растут, мир может столкнуться с нехваткой материала уже в 2025 году.
По данным Министерства энергетики США, также ожидается, что к 2030 году спрос на литий-ионные батареи увеличится в десять раз, поэтому производители постоянно строят заводы по производству аккумуляторов, чтобы не отставать.
Добыча лития может быть спорной, поскольку ее освоение может занять несколько лет и оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Добыча металла требует большого количества воды и энергии, и этот процесс может оставить огромные шрамы на ландшафте, а также токсичные отходы.
Доктор Нурия Тапиа-Руис, возглавляющая группу исследователей аккумуляторов на химическом факультете Имперского колледжа Лондона, говорит, что любой материал с пониженным содержанием лития и хорошими способностями аккумулирования энергии является «Святым Граалем» в литий-ионных батареях. промышленность.
«В ближайшие годы искусственный интеллект и суперкомпьютеры станут важнейшими инструментами для исследователей аккумуляторов, которые помогут прогнозировать появление новых высокопроизводительных материалов», — сказала она.
Но доктор Эдвард Брайтман, преподаватель химического машиностроения в Университете Стратклайда, говорит, что к этой технологии нужно «относиться с некоторой осторожностью».
«Это может дать ложные результаты или результаты, которые сначала выглядят хорошо, а затем могут оказаться либо известным материалом, либо не могут быть синтезированы в лаборатории», — сказал он.
Этот материал, полученный с помощью искусственного интеллекта, который на данный момент называется просто N2116, представляет собой твердотельный электролит, который был протестирован учеными, которые превратили его из исходного материала в рабочий прототип.
У него есть потенциал стать устойчивым решением для хранения энергии, поскольку твердотельные батареи безопаснее, чем традиционные жидкие или гелеобразные литиевые батареи.
В ближайшем будущем твердотельные литиевые батареи с более быстрой зарядкой обещают стать еще более энергоемкими и выполнять тысячи циклов зарядки.
Чем этот ИИ отличается?
Эта технология работает с использованием нового типа искусственного интеллекта, созданного Microsoft, обученного на молекулярных данных, который действительно может разбираться в химии.
«Этот ИИ основан на научных материалах, базах данных и свойствах», — объяснил Зандер.
«Эти данные очень надежны, поскольку их можно использовать для научных открытий».
После того, как программное обеспечение отобрало 18 кандидатов, эксперты по батареям из PNNL просмотрели их и выбрали окончательное вещество для работы в лаборатории.
Карл Мюллер из PNNL сказал, что идеи искусственного интеллекта от Microsoft указали им «на потенциально плодотворную территорию гораздо быстрее», чем в обычных условиях работы.
«[Мы могли бы] модифицировать, протестировать и настроить химический состав этого нового материала и быстро оценить его техническую пригодность для работающей батареи, демонстрируя перспективность передового искусственного интеллекта для ускорения инновационного цикла», — сказал он.