Учені нарешті винайдуть ідеальний акумулятор: допоможуть особливі молекули

Про це повідомляє interestingengineering.com.

Група вчених із Чиказького університету для навчання своєї моделі ШІ вручну зібрала дані про акумулятори з 250 досліджень.

Новий метод оцінює і ранжирує можливих "претендентів" на роль електроліту для акумуляторів з використанням метрики, яка називається "eScore".

Використовуючи штучний інтелект і машинне навчання, система оцінює молекули електроліту за трьома ключовими критеріями ефективності, включно з іонною провідністю, окиснювальною стабільністю і кулонівською ефективністю — властивостями, які часто важко оптимізувати одночасно.

Для створення навчального набору даних дослідники вручну зібрали дані з більш ніж 250 наукових досліджень, що охоплюють понад 50 років досліджень літій-іонних акумуляторів. Більша частина відповідної інформації вимагала ручного введення, оскільки існувала тільки у вигляді зображень (діаграм або таблиць, вбудованих у журнальні малюнки).

Після навчання система ШІ могла оцінювати молекули-кандидати на основі їхньої прогнозованої продуктивності, включно з тими, з якими вона ніколи не стикалася. Модель визначила молекулу, яка відповідала найкращим наявним комерційним електролітам акумуляторів в одному випадку.

За словами дослідницької групи, інноваційний підхід відходить від традиційних методів проб і помилок, які часто використовують під час дослідження акумуляторів.

Вчені також пояснили, що вивчити всі можливі комбінації електролітів, використовуючи тільки лабораторні випробування, практично неможливо, оскільки кількість потенційних молекул-кандидатів оцінюється в 10⁶⁰.

Незважаючи на величезний масштаб набору даних, дослідники підкреслили, що навчання моделі — це тільки початок. ШІ був оцінений на молекулах, які він ніколи раніше не бачив, щоб перевірити його справжній потенціал. Він добре показав себе на тих, які були хімічно схожі на відомі сполуки, але зазнавав труднощів із незнайомими.

Тепер команда зосереджена на розв'язанні наступної проблеми, яка включає в себе навчання моделі ШІ для точного прогнозування продуктивності молекул в абсолютно різних хімічних просторах. Це важливий крок на шляху до просування дизайну батареї наступного покоління.

Раніше Фокус писав, що вчені знайшли, чим замінити літій у батареях. Зокрема, дослідники Чиказького університету розробили неорганічні та полімерні електроліти для акумуляторів для підвищення продуктивності.

Також стало відомо, що китайські вчені придумали, як зробити акумулятори дешевшими і довговічнішими. Вони використовували рентгенівську комп'ютерну томографію, щоб розкрити складний зв'язок між мікроструктурою електрода і процесом змочування електролітом.