За допомогою штучного інтелекту і суперкомп'ютерів було виявлено нову речовину, яка може зменшити використання літію в батареях на 70 відсотків: Microsoft і Тихоокеанська північно-західна національна лабораторія Міністерства енергетики США у вівторок озвучили перші результати.
Класичні методи систематизації наявного масиву досліджень на цю тему та збору всіх необхідних ресурсів для тестування займають кілька років. Microsoft довів, що штучний інтелект (ШI) і масштабні хмарні обчислення прискорюють цей процес у сфері виробництва акумуляторів для електромобілів.
Конкретний приклад уже є. Майкрософт розповіла, як її платформа Azure Quantum Elements (AQE), що поєднує високопродуктивні обчислення (HPC) і технології штучного інтелекту, допомогла Тихоокеанській північно-західній національній лабораторії (PNNL) Міністерства енергетики США визначити нову суміш матеріалів із можливістю зменшити вміст літію в батареях.
Проблемою для світового автопрому є відносно рідкісний і дорогий літій. Виготовлені з нього батареї, все ще енергомісткі й пожежонебезпечні. Потреба в кращих акумуляторних технологіях стала серйозною проблемою для вчених: зменшення використання літію в батареях вважається важливим і водночас складним завданням. Вченим доводиться переглядати всі опубліковані дослідження з цієї тими, щоб сформулювати гіпотези щодо альтернативних підходів.
Однак у цьому випадку Azure для оцінки всіх елементів підбирала потрібний алгоритм з 32 мільйонів потенційних неорганічних матеріалів. Систему попросили виключити всі комбінації, які були нестабільними, надто реактивними. AQE швидко відсіяла матеріали, які є поганими провідниками, нестабільними, занадто реактивними або дуже дорогими, щоб використовувати їх для батарей. Вона відфільтрувала результати й скоротила список потенційних хімікатів з 32 000 000 приблизно до 500 000 переважно нових стабільних матеріалів, а потім довела цей відсів до 800 сполук.
Зрештою системі вдалося звузити список потенційних хімічних компонентів батареї лише до 23, п'ять із яких уже були відомі. Цей процес міг зайняти тижні, але з Azure команда завершила його за 80 годин. Раніше це завдання, за оцінками команди, зайняло б 20 років.
«Тридцять два мільйони - це те, чого ми б ніколи не змогли зробити. Уявіть собі людину, яка сидить, переглядає 32 мільйони матеріалів і вибирає з них один чи два. Цього просто не станеться», - сказав науковий співробітник і керівник групи матеріалознавства в PNNL Віджай Муругесан.
У результаті цього пошуку вчені PNNL синтезували один перспективний матеріал, який містить літій і натрій разом з іншими елементами. За даними Microsoft, новий кандидат у склад батареї скорочує використання літію приблизно на 70% порівняно з теперішніми літій-іонними накопичувачами, замінюючи частину літію більш доступним натрієм.
«Це важливо з багатьох причин. Вважається, що твердотілові батареї безпечніші, ніж традиційні рідинні або гелеподібні літієві, і вони забезпечують більшу щільність енергії. Літій відносно дефіцитний, а тому дорогий. Видобуток є екологічно та геополітично проблематичним. Створення батареї, що може скоротити потребу в літії приблизно на 70%, може мати величезні екологічні, безпекові та економічні вигоди» - написав керівник продукту в Azure Quantum Elements доктор Натан Бейкер
Однак це ще тільки початок процесу, точна хімія підлягає оптимізації. Існує ймовірність того, що під час тестування у більшому масштабі ті сполуки не працюватимуть належним чином. Однак команду дослідників це не зупиняє. Вчені шукають способи використання натрію для зменшення кількості літію в батареях.
Тепер лишається загадкою те, до якого остаточного висновку дійдуть дослідження і чи стануть електромобілі кращими, дешевшими та, звісно, далекохіднішими на одній зарядці.