A Microsoft mesterséges intelligenciája forradalmasítja az akkumulátortechnológiát

Akkumulátorok készítésére használható új anyagokat fedezett fel a mesterséges intelligencia a Microsoft és a Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) közös kutatásában. Az új anyagok egyebek között kevesebb lítiumot igényelnek és szilárd elektrolitként biztonságosabb akkumulátorok építését teszik lehetővé. Bár még a jövő zenéje, hogy eszközökbe vagy járművekbe építsék őket, a mesterséges intelligencia már így is rengeteg időt takarított meg a fejlesztőknek.

A PNNL kutatói a Microsoft Azure Quantum Cloud (AQC) szolgáltatását használták, amely egy szuperszámítógépet és mesterséges intelligenciát kombináló platform, amelyen kémiai és vegyészeti szimulációkat végezhettek. Az AQC nevéből fakadóan idővel kvantumszámítógépes kémiai szimulációkat is végez majd, de még nem tartanak itt – a jelenlegi szuperszámítógépes kereteken belül szimulálták minden felmerülő anyag viselkedését, a molekuláris dinamikát és az atomok energiaszintjeit is beleértve.

A szakemberek kevesebb lítiumot tartalmazó anód anyagot szerettek volna találni. 32 millió potenciális anyagból indultak ki, ebből félmilliót találtak, ami a gyakorlati alkalmazáshoz eléggé stabil volt. A versenyben maradó anyagok molekuláris, vezetési tulajdonságait és előállítási költségeit vizsgálva 800-ra leszűkítették a jelöltek körét. A további mérlegelés után 150, majd 23 anyag maradt – ezek közül öt volt olyan, amit már jelenleg is ismerünk.

Anyagok millióinak vizsgálata egy kellően stabil hátterű kutatócsoportnak valószínűleg évtizedes munkát jelentene, a mesterséges intelligencia segítségével ugyanez mindössze 80 órába telt.

A PNNL munkatársai rögtön építettek is egy tesztakkumulátort az egyik, N2116 nevű anyagból, ami az asztali sóból ismerős nátrium és a lítium egy kombinációja, de 

ami nehéz kitermelése és a nagy kereslet miatt jelentősen drágítja a mai akkumulátorokat.

A szakemberek korábban úgy tudták, hogy a lítium és nátrium együtt nem használható, mert az atomjaik hasonló töltésűek, de különböző méretűek. A most felfedezett anyagban azonban a két elem nem akadályozza, hanem támogatja egymást, ráadásul a szerkezetben található csatornák támogatják az ionok mozgását, emiatt az anyag egyfajta szilárd elektrolitként is működik. Ez utóbbi azért potenciális előrelépés, mert a kortárs energiatárolókban található folyékony elektrolitok túlmelegedésre hajlamosak, vagy elszivárogva tűzveszélyt okoznak. A szilárd elektrolitok eddig azért nem tudtak elterjedni, mert nem vezetik olyan jól az energiát, mint folyékony társaik, ami rontja az akkumulátor teljesítményét. A most talált anyagnál is felmerült problémaként, hogy a valós mérések során kevésbé vezették az áramot, mint azt az AQC előre jelezte.

Akkumulátorokra nagy szükség van a megújuló energia terjedéséhez és a klímaválság megoldásához.

Nagyon fontos lenne a kémia és vegyészet következő 250 évét két évtizedbe sűríteni, mert meg kell mentenünk a bolygót. Ahogy az eredményekből is látszik, a csúcs-számítástechnika és a mesterséges intelligencia együttesen fel tudja gyorsítani a tudományos kutatást

– mutatott rá Krysta Svore, a Microsoft Research dolgozója.

A PNLL munkatársa elismerte, hogy az AQC képességei egy teljesen új, potenciálisan gyümölcsöző vegyészeti területre vezették őket, amelynek nyomán jelenleg is több száz akkumulátorkonstrukciót vizsgálnak és finomítanak.

A szakértők szerint, mivel a következő években tízszeresére nő a kereslet és a szükséges nyersanyag kitermelése körülményes, környezetpusztító és drága, a megfelelő kapacitású, de alacsony lítiumtartalmú akkuk jelenthetik a jövő akkumulátortechnológiájának Szent Grálját.

(BBC, Business Insider, Extreme Tech, The Verge)