Η τεχνητή νοημοσύνη (AI) και η υπολογιστική νέφους μεγάλης κλίμακας (cloud computing) έχουν επιταχύνει την αναζήτηση για νέα υλικά μπαταριών. Μια συνεργασία μεταξύ της Microsoft και του Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) που ενισχύεται από την τεχνητή νοημοσύνη έχει ήδη παράγει ένα πολλά υποσχόμενο νέο υλικό.
Η Microsoft και το PNNL ανακάλυψαν ένα νέο είδος ηλεκτρολύτη στερεάς κατάστασης, το είδος του υλικού που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια μπαταρία που έχει λιγότερες πιθανότητες να εκραγεί σε σχέση με τις σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Χρησιμοποιεί επίσης λιγότερο λίθιο, το οποίο γίνεται όλο και πιο δύσκολο να βρεθεί, καθώς η ζήτηση για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων έχει εκτοξευθεί στα ύψη.
Τι ενθουσιάζει τους επιστήμονες;
Υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για να δούμε πόσο βιώσιμο είναι αυτό το υλικό ως εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Αυτό για το οποίο οι επιστήμονες είναι περισσότερο ενθουσιασμένοι είναι η δυνατότητα της δημιουργικής τεχνητής νοημοσύνης να επιταχύνει το έργο τους. Αυτή η ανακάλυψη είναι μόνο η πρώτη από τα πολλά υλικά που θα δοκιμάσουν στην αναζήτηση μιας καλύτερης μπαταρίας.
«Το σημαντικότερο σημείο είναι η ταχύτητα με την οποία φτάσαμε σε μια νέα ιδέα, σε ένα νέο υλικό. Εάν μπορούμε να δούμε αυτού του είδους την επιτάχυνση, το στοίχημά μου θα ήταν ότι αυτός είναι ο δρόμος του μέλλοντος για την εύρεση τέτοιου είδους υλικών» δήλωσε ο φυσικός χημικός και διευθυντής του γραφείου ανάπτυξης προγραμμάτων στο PNNL, Karl Mueller.
Η Microsoft προσέγγισε τους ερευνητές του PNNL το 2023 για να προσφέρει τα Azure Quantum Elements (AQE), μια πλατφόρμα που συγκεντρώνει υπολογιστές υψηλών επιδόσεων και τεχνητή νοημοσύνη και κβαντικούς υπολογιστές. Η εταιρεία το λάνσαρε πέρυσι ως ένα εργαλείο προσαρμοσμένο για ανακαλύψεις στη χημεία και την επιστήμη των υλικών.
Οι ερευνητές ρώτησαν τα AQE για υλικά μπαταριών που χρησιμοποιούν λιγότερο λίθιο και γρήγορα πρότεινε 32 εκατομμύρια διαφορετικούς υποψηφίους. Από εκεί και πέρα, το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης έπρεπε να διακρίνει ποια από αυτά τα υλικά θα ήταν αρκετά σταθερά για χρήση – τα οποία τελικά ήταν περίπου 500.000. Χρησιμοποίησαν περισσότερα φίλτρα για να συμπεράνουν πόσο καλά κάθε υλικό θα μπορούσε να διεξάγει την ενέργεια, να προσομοιώσουν τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα και τα μόρια κινούνται μέσα σε κάθε υλικό και να καταλάβουν πόσο πρακτικός θα ήταν κάθε υποψήφιος όσον αφορά το κόστος και τη διαθεσιμότητα.
Τελικά απέμειναν μόλις 23 υποψήφιοι, εκ των οποίων οι πέντε ήταν ήδη γνωστά υλικά. Όλη αυτή η μείωση χρειάστηκε μόλις 80 ώρες – ένα κατόρθωμα τόσο γρήγορο που θα ήταν σχεδόν αδύνατο χωρίς την AI και την AQE.
«Τα 21 εκατομμύρια είναι ένα τεράστιο νούμερο… Φανταστείτε έναν άνθρωπο να κάθεται και να εξετάζει 32 εκατομμύρια υλικά και να επιλέγει ένα ή δύο από αυτά. Απλώς δεν γίνεται», ανέφερε ο επιστημονικός συνεργάτης και επικεφαλής της ομάδας επιστημών υλικών στο PNNL, Vijay Murugesan.
Το PNNL συνέθεσε έναν πολλά υποσχόμενο υποψήφιο από αυτή την αναζήτηση για να τον δοκιμάσει. Κατάφερε να παράγει μια λειτουργική μπαταρία από αυτό το υποψήφιο υλικό και να το χρησιμοποιήσουν για να τροφοδοτήσουν μια λάμπα και ένα ρολόι.
Εκατοντάδες πρωτότυπες μπαταρίες θα πρέπει να δοκιμαστούν και να ρυθμιστούν για να αποδειχθεί αυτό το νέο υλικό. Επομένως, μην περιμένετε να φτάσει σύντομα στα ράφια των καταστημάτων. Έχουν γίνει πολλές έρευνες για πολλά υποσχόμενα νέα υλικά που δεν έφτασαν ποτέ στην αγορά.
Ο νέο συνδυασμός μειώνει κατά 70% το λίθιο στις μπαταρίες
Το συναρπαστικό με τον συγκεκριμένο υποψήφιο είναι ότι χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό λιθίου και νατρίου, ενός άφθονου στοιχείου και κύριου συστατικού του αλατιού. Η Microsoft λέει ότι το νέο υλικό θα μπορούσε να μειώσει την ποσότητα λιθίου που χρησιμοποιείται σε μια μπαταρία κατά 70 τοις εκατό.
Επιπλέον, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας μπαταρίας στερεάς κατάστασης που θα είναι ασφαλέστερη από τις σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου που κατασκευάζονται με υγρούς ηλεκτρολύτες, οι οποίοι είναι πιο επιρρεπείς στην υπερθέρμανση. Το δύσκολο σημείο είναι ότι οι στερεοί ηλεκτρολύτες γενικά δεν ήταν τόσο καλοί στην αγωγή της ενέργειας όσο οι αντίστοιχοι υγροί ηλεκτρολύτες. Αυτή είναι μια πρόκληση που οι ερευνητές προσπαθούν ακόμη να ξεπεράσουν με αυτό το νέο υλικό, καθώς σε εργαστηριακές δοκιμές έδειξε χαμηλότερη αγωγιμότητα από ό,τι είχε αρχικά προβλεφθεί.
Ευτυχώς, υπάρχουν ακόμη άλλοι πολλά υποσχόμενοι υποψήφιοι για τους ερευνητές που πρέπει να κατασκευάσουν και να δοκιμάσουν, καθώς προσπαθούν να δημιουργήσουν την επόμενη γενιά μπαταριών που απαιτούνται για την τροφοδοσία του κόσμου με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Σημειώνεται ότι η ίδια η γεννητική τεχνητή νοημοσύνη έχει αυξανόμενες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, ιδίως τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που σχετίζονται με όλη την ενέργεια που καίγεται με την πληροφορική. Αυτό καθιστά σημαντική την ταυτόχρονη αύξηση της ενεργειακής απόδοσης της πληροφορικής και τη λειτουργία των κέντρων δεδομένων με καθαρή ενέργεια – κάτι που απαιτεί καλύτερες μπαταρίες.
«Πρέπει πραγματικά να συμπιέσουμε τα επόμενα 250 χρόνια της επιστήμης των χημικών υλικών στις επόμενες δύο δεκαετίες. Και αυτό γιατί θέλουμε να σώσουμε τον πλανήτη μας» τόνισε η Krysta Svore, η οποία ηγείται της ομάδας Microsoft Quantum – Redmond (QuArC) στο Microsoft Research. «Όπως μπορείτε να δείτε από αυτά τα αποτελέσματα, η τεχνητή νοημοσύνη και οι υπολογιστές υψηλών επιδόσεων είναι σε θέση να προσφέρουν επιτάχυνση σε αυτή την επιστημονική ανακάλυψη».
πηγή: FOXreport.gr
Οι αστρονόμοι έλυσαν το μυστήριο των «περίεργων ραδιοκύκλων» στο βαθύ διάστημα
Είναι ασφαλή τα δημόσια Wi-Fi Hotspots; Όσα πρέπει να γνωρίζετε πριν συνδεθείτε
