Przy pomocy sztucznej inteligencji oraz dzięki dużym zasobom obliczeniowym w chmurze, naukowcy szukają nowych materiałów do akumulatorów. Współpraca między Microsoft a Pacific Northwest National Laboratory zaowocowała już odkryciem nowego materiału, którym obie organizacje podzieliły się publicznie.
Obie firmy odkryły nowy rodzaj elektrolitu stałego, rodzaj materiału, który może prowadzić do akumulatora mniej podatnego na zapłon niż obecne akumulatory litowo-jonowe. Nowy materiał zużywa również mniej litu, który jest coraz trudniejszy do zdobycia z powodu rosnącego popytu na akumulatory do samochodów elektrycznych.
Microsoft przeprowadził obiecujące badania
Jeszcze nie wiadomo, czy ten materiał będzie praktyczny jako alternatywa dla tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych. Naukowcy są jednak entuzjastycznie nastawieni z powodu potencjału generatywnej sztucznej inteligencji, która przyspieszyła ich pracę. Odkrycie to, to tylko pierwszy z wielu materiałów, które zostaną przetestowane w poszukiwaniu lepszego i bardziej stabilnego akumulatora.
Microsoft skontaktował się z badaczami PNNL w ubiegłym roku, aby zaproponować Azure Quantum Elements, platformę, która łączy w sobie wysokowydajne obliczenia i AI, a w przyszłości również obliczenia kwantowe. Firma uruchomiła ją minionego roku jako dedykowane narzędzie do odkryć w chemii i naukach o materiałach.
Badacze zapytali AQE o materiały do akumulatorów, które zużywają mniej litu i algorytmy szybko zaproponowały im 32 miliony potencjalnych kandydatów. Następnie AI musiała wyłonić te materiały, które byłyby stabilne do użytku, co ostatecznie przełożyło się na około 500 tys. materiałów. Użyto więcej filtrów, aby określić, jak dobrze każdy materiał przewodzi energię, zasymulowano ruch atomów i molekuł wewnątrz każdego materiału, a następnie oceniono praktyczność każdego kandydata pod względem kosztów i dostępności.
Ostatecznie pozostało 23 kandydatów, z których pięć było już znanymi materiałami. Cała procedura znalezienia potencjalnych kandydatów zajęła tylko 80 godzin – osiągnięcie takiego tempa było praktycznie niemożliwe bez AI i AQE.
Testy, optymalizacje i prototypy nowych materiałów
Nowy materiał został syntetyzowany z jednego z tych kandydatów, aby go przetestować. Udało się wyprodukować z niego działający akumulator i użyć go do zasilenia żarówki oraz zegara. Aby nowy materiał udowodnił swoją wartość, muszą zostać przetestowane setki baterii prototypowych, a sami naukowcy będą pracowali nad ich optymalizacjami. Nie spodziewaj się więc, że trafi do sklepów w najbliższym czasie – było dużo badań nad obiecującymi nowymi materiałami, które nigdy nie trafiły na rynek. (sławetny grafen jako rewolucja)
Co jest ciekawe w tym kandydacie, który opisuję to to, że on używa połączenia litu i sodu, obficie dostępnego pierwiastka i głównego składnika soli.
Prototyp rozwijany przez Microsoft może być użyty do stworzenia baterii stałej, która będzie bezpieczniejsza niż obecne akumulatory litowo-jonowe z elektrolitami ciekłymi, które są bardziej podatne na przegrzewanie. Trudność tkwi w tym, że elektrolity stałe zwykle nie były tak dobre w przewodzeniu energii jak ich ciekłe odpowiedniki. To wyzwanie badacze nadal próbują pokonać z nowym materiałem, ponieważ okazał się on mimo to mniej przewodzący w laboratorium niż początkowo przewidywano.
„Musimy naprawdę skompresować następne 250 lat chemii i nauk o materiałach w przeciągu dwóch dekad, prawda? I to dlatego, ponieważ chcemy ocalić naszą planetę”, mówi Krysta Svore, która kieruje grupą Microsoft Quantum – Redmond w Microsoft Research.
„Jak widać z tych wyników, AI i wysokowydajne obliczenia razem są w stanie zapewnić przyśpieszenie prawdziwej innowacji w odkryciach naukowych”. – dodała Svore.
źródło: Microsoft / fot. Microsoft