Исследователи из Технологического института Нью-Джерси (NJIT) использовали искусственный интеллект для решения критической проблемы, стоящей перед будущим хранения энергии: поиск доступных, устойчивых альтернатив литий-ионным аккумуляторам.
В исследованиях, опубликованных в Клет сообщает о физической наукеКоманда NJIT во главе с профессором Дибакаром Даттой успешно применила генеративные методы ИИ, чтобы быстро обнаружить новые пористые материалы, способные революционизировать многовалентные батареи. Эти батареи, использующие обильные элементы, такие как магний, кальций, алюминий и цинк, предлагают многообещающую, экономически эффективную альтернативу литий-ионным батареям, которые сталкиваются с мировыми проблемами поставок и проблем с устойчивости.
В отличие от традиционных литий-ионных батарей, которые полагаются на литий-ионы, которые несут лишь один положительный заряд, многовалентные ионные батареи используют элементы, ионы которых несут две или даже три положительных заряда. Это означает, что многовалентные аккумуляторы могут потенциально хранить значительно больше энергии, что делает их очень привлекательными для будущих решений для хранения энергии.
Тем не менее, больший размер и больший электрический заряд мультивалентных ионов делают их сложными, чтобы эффективно приспособиться к материалам аккумулятора-препятствием, которое новое исследование команды NJIT, управляемое AI, непосредственно направлено на непосредственно.
«Одним из самых больших препятствий не было отсутствия перспективных химических исследований батареи – это была огромная невозможность тестирования миллионов комбинаций материалов», – сказал Датта. «Мы обратились к генеральному ИИ как быстрому, систематическому способу просмотреть этот обширный ландшафт и определить несколько структур, которые действительно могут сделать многовалентные батареи практичными.
«Этот подход позволяет нам быстро исследовать тысячи потенциальных кандидатов, значительно ускоряя поиск более эффективных и устойчивых альтернатив литий-ионной технологии».
Чтобы преодолеть эти препятствия, команда NJIT разработала новый двойной подход: вариационный автоподдер кристалла (CDVAE) и тонко настроенная большая языковая модель (LLM). Вместе эти инструменты искусственного интеллекта быстро изучали тысячи новых кристаллических структур, что ранее невозможно с использованием традиционных лабораторных экспериментов.
Модель CDVAE была обучена обширным наборам данных известных кристаллических структур, что позволило ей предложить совершенно новые материалы с разнообразными структурными возможностями. Между тем, LLM был настроен на ноль на материалах, ближайших к термодинамической стабильности, что имеет решающее значение для практического синтеза.
«Наши инструменты искусственного интеллекта значительно ускорили процесс обнаружения, который обнаружил пять совершенно новых структур оксида переходных металлов, которые показывают замечательное обещание», – сказал Датта. «Эти материалы имеют большие открытые каналы, идеально подходящие для быстрого и безопасного перемещения этих громоздких мультивалентных ионов, что является критическим прорывом для батарей следующего поколения».
Команда подтвердила свои сгенерированные AI структуры, используя квантовые механические моделирование и тесты стабильности, подтвердив, что материалы действительно могут быть синтезированы экспериментально и обладать большим потенциалом для реальных приложений.
Датта подчеркнула более широкие последствия их подхода, управляемого AI: «Это больше, чем просто обнаружение новых аккумуляторных материалов-речь идет о создании быстрого, масштабируемого метода для изучения любых расширенных материалов, от электроники до решений для чистой энергии, без обширной пробной версии и ошибок».
С этими обнадеживающими результатами, Датта и его коллеги планируют сотрудничать с экспериментальными лабораториями для синтеза и проверки их материалов, разработанных с ИИ, продвигая границы дальше к коммерчески жизнеспособным многовалентным батареям.
2025-08-02 08:00:00
1754122173
#Ай #только #что #нашел #мощных #материалов #которые #могут #заменить #литийные #батареи
Ещё по этой теме
