ИИ решает главную задачу энергетической отрасли: предлагает 5 материалов для замены литиевых батарей

Вместо десятилетий ручных экспериментов ИИ позволяет исследовать целую вселенную материалов всего за несколько месяцев. (Источник: Science Daily)

Группа ученых из Технологического института Нью-Джерси (NJIT) под руководством профессора Дибакара Датты использовала двойную систему искусственного интеллекта для решения важной задачи энергетической отрасли: поиска замены литию — элементу, который становится все более дефицитным и дорогим.

Результаты исследований, недавно опубликованные в журнале Cell Reports Physical Science, показывают, что новые материалы могут использоваться в батареях с использованием таких распространенных элементов, как магний, кальций, алюминий и цинк.

Многовалентные батареи используют ионы с двумя-тремя положительными зарядами, а не только с одним, как литий, и теоретически могут хранить больше энергии. Но эти ионы крупнее и тяжелее, что затрудняет их перемещение через структуры обычных материалов. Именно здесь на помощь приходит ИИ.

Команда NJIT объединила две модели искусственного интеллекта: модель биоматериалов под названием Crystal Diffusion Variational Autoencoder (CDVAE) и специально настроенную модель большого языка (LLM). CDVAE генерирует тысячи новых кристаллических структур, а LLM оценивает термодинамическую стабильность — ключевой фактор для создания материала в лабораторных условиях.

Результаты демонстрируют пять совершенно новых материалов на основе оксидов переходных металлов с пористой структурой и широкими ионно-проводящими «каналами», подходящими для транспортировки объемных многовалентных ионов, которые были подтверждены квантово-механическим моделированием и испытаниями на стабильность.

«Вместо десятилетий ручных экспериментов, ИИ позволяет нам исследовать целую вселенную материалов всего за несколько месяцев», — сказал Датта. «Это не только помогает нам находить материалы для аккумуляторов, но и открывает новый способ разработки самых разных передовых материалов — от электроники до технологий чистой энергии».

В настоящее время группа работает с экспериментальными лабораториями над синтезом и испытанием новых материалов с целью перехода к коммерческому производству многовалентных батарей — шагу, который может полностью изменить будущее накопления энергии.