ИИ предложил эффективную замену лития в батареях

Иногда самые ценные открытия рождаются не в лаборатории, а в цифровых нейронных сетях. ИИ уже научился находить материалы, которые могут изменить то, как мы храним энергию, и этот прорыв обещает ускорить путь к будущему без дефицита аккумуляторов.

Новые материалы для аккумуляторов могут увеличить их емкость и сделать зарядку быстрее

Источник: Unsplash

Искусственный интеллект помог найти новые пористые материалы для многовалентных аккумуляторов. Эти накопители используют ионы магния, кальция или алюминия, которые несут два или три заряда вместо одного, как у лития. Это позволяет потенциально хранить больше энергии при меньшей стоимости. Исследование ученых из Технологического института Нью-Джерси (США) опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.

Главная проблема таких систем — сложность подбора подходящих материалов. Более крупные многозарядные ионы трудно встроить в кристаллические структуры, из-за чего их работа замедляется. По словам руководителя работы Дибакара Датты, проверить миллионы комбинаций вручную было бы невозможно. Команда решила использовать генеративный ИИ, способный анализировать огромные базы данных и находить перспективные решения в разы быстрее человека.

Исследователи объединили два инструмента ИИ: вариационный автоэнкодер на основе кристаллической диффузии (CDVAE), который предлагал новые кристаллические структуры, и большую языковую модель, отбиравшую наиболее стабильные варианты для реального синтеза. Такой подход позволил выделить пять новых пористых материалов с уникальными открытыми каналами, идеально подходящими для перемещения многозарядных ионов.

Пористая структура нового материала облегчает движение многозарядных ионов во время работы аккумулятора

Источник: New Jersey Institute of Technology

Эти материалы проверили при помощи квантово-механического моделирования и тестов на стабильность. Результаты подтвердили: они не только теоретически возможны, но и пригодны для реального применения. По словам Датты, это не просто открытие новых аккумуляторных материалов — это новый метод исследования, который может ускорить поиск решений в самых разных областях, от электроники до чистой энергетики.

Теперь ученые планируют перейти к экспериментальному синтезу найденных структур. Если они оправдают ожидания, многовалентные аккумуляторы смогут стать ключом к более доступному и устойчивому будущему хранения энергии.

Ранее Наука Mail рассказала, как физики создали искусственную черную дыру в лаборатории и заглянули за ее горизонт, приблизив нас к разгадке фундаментальных законов Вселенной.