ИИ на Microsoft откри нов материал, който да замени лития в батериите стотици пъти по-бързо от учените

Съвременните литиево-йонни акумулаторни батерии се основават на литий и други редкоземни метали. Макар, че предлагат ефективен източник на енергия с по-дълъг живот, те могат да предизвикат и екологични проблеми и да се окажат трудни за рециклиране.

Специалистите на Microsoft изпробваха по оригинален начин възможностите на новата си облачна платформа Azure Quantum Elements за научна работа. Те са ѝ поставили задачата да намери най-добрия материал за електролит за батерии, който да превъзхожда литиево-йонна батерия. Платформата се справила със задачата за две седмици, докато обикновено това отнема на екипи от учени години, ако не и десетилетия.

Платформата Azure Quantum Elements беше представена от Microsoft миналото лято. Думата „Quantum“ в името на платформата е леко подвеждаща понеже засега това са класически суперкомпютри. Те ще станат квантови по-късно във времето – след 5 или 10 години, а може би и по-късно. В идеалния случай Azure Quantum Elements ще бъде хибриден подход – симбиоза от класически и квантови системи. Въпреки това платформата е пригодена за обработка на научни данни с помощта на специални алгоритми, което я прави полезна на този етап.

Като цяло Microsoft не се нуждае от нови батерии. Това е встрани от непосредствените интереси на компанията, но да се тества платформата Azure Quantum Elements в действие беше изкушаващо за експертите. Компанията разполага с екип от изследователи в областта на квантовите изчисления и работата с материали е рутинна за тях.

Процесът на подбор започнал с 32,6 милиона вещества и съединения, които да бъдат анализирани от платформата. Системата идентифицира 500 000 прогнозирани стабилни материали. След проверка за функционални свойства групата беше допълнително стеснена до 800 потенциални кандидати. Използвайки „ускорени от ИИ“ симулации за изследване на динамични свойства като йонна дифузия, екипът на Microsoft Quantum стесни подбора до 500, до 150 и накрая до 18.

На последния етап от процеса на подбор Microsoft се обърна за помощ към специалисти – учени от Тихоокеанската северозападна национална лаборатория (PNNL). Те избраха най-обещаващия материал – съединение 30/70 на литий и натрий и помогнаха за изработването на прототипи на батерии с форм-фактор CR2032.

Получената в резултат на това батерия с твърд електролит не гори, не се взривява, има по-голям брой цикли на презареждане и по-висок капацитет от аналогично проектираните чисти литиево-йонни батерии. Компанията не разглежда това изобретение като постижение. Тя се гордее с платформата Azure Quantum Elements, която е превърнала години на изследвания, опити и грешки само в две седмици работа.