Изкуственият интелект откри пет нови материала, които биха могли да заменят лития за батериите на бъдещето

Учени от Технологичния институт в Ню Джърси (NJIT) са използвали изкуствен интелект, за да идентифицират пет нови материала, които биха могли да превъзхождат лития в батериите от следващо поколение. Откритието проправя пътя за по-евтини, по-безопасни и по-мощни системи за съхранение на енергия, базирани на елементи като магнезий и цинк.

Изследването, публикувано в списание Cell Reports Physical Science и ръководено от професор Дибакер Дута, има за цел да намери алтернативи на литиево-йонните батерии, които са изправени пред предизвикателства като цена, ограничения на ресурсите и въздействие върху околната среда. Екипът се фокусира върху многовалентните йонни батерии, които използват йони с два или три положителни заряда. Това позволява съхранение на повече енергия, но големият размер на йоните затруднява движението им през стандартните материали.

За да преодолеят това ограничение, изследователите са използвали комбинация от два ИИ-модела: Crystal Diffusion Variational Autoencoder (CDVAE) и Large Language Model (LLM). Първият генерира нови кристални структури с големи пори, докато вторият идентифицира тези, които са най-близо до термодинамичната стабилност, което е важно за по-нататъшния синтез.

Използвайки този подход, екипът е открил пет нови порести оксида на преходни метали с отворени канали, подходящи за бърз и безопасен транспорт на многовалентни йони. Тяхната ефективност и стабилност са потвърдени чрез квантово-механични изчисления, осигурявайки основа за експериментален синтез.

Според Дута, разработената от тях методология би могла да ускори търсенето не само на нови материали за батерии, но и на обещаващи решения в различни индустрии — от електрониката до възобновяемата енергия. Следващата стъпка ще бъде сътрудничеството с лаборатории за практическо тестване на откритите от тях структури и усъвършенстване на технологията за многовалентни батерии до търговско ниво.