ФОТО: Ден Делонг / Microsoft|
Вчений-матеріалознавець Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії збирає прототип батареї, використовуючи новознайдений матеріал
10 січня, 16:35
0
0 хв 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.
Читайте також Інноваційні літій-керамічні батареї для електромобілів вироблятимуть у Франції
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.
Батареї, виготовлені з нового матеріалу, перевіряються, щоб побачити, як вони заряджаються та розряджаються. Фото: Ден Делонг / Microsoft
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.
Читайте також За 13 років акумулятори подешевшали на 87%
"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.