Технологічний інститут Нью-Джерсі (NJIT, США) оголосив про відкриття нових пористих матеріалів, які можуть стати доступною та екологічною альтернативою літій-іонним акумуляторам. Учені з NJIT впевнені, що матеріали на основі магнію, кальцію, алюмінію і цинку здатні вирішити багато проблем, пов’язаних із роботою літієвих батарей, таких як недовговічність, нагрівання, загоряння та негативний вплив на навколишнє середовище.
На відміну від звичайних літій-іонних акумуляторів, які використовують іони літію з одним позитивним зарядом, нові акумулятори з багатовалентними іонами використовують елементи, іони яких несуть два або навіть три позитивні заряди. Це означає, що такі батареї можуть зберігати значно більше енергії. Однак більший розмір і заряд багатовалентних іонів ускладнюють їхнє ефективне використання. Цю проблему вирішили дослідники з NJIT.
Як ШІ допоміг у дослідженнях?
Вчені не могли протестувати мільйони комбінацій матеріалів, тому використали штучний інтелект для швидкого аналізу великих обсягів даних і виявлення структур, які могли б зробити багатовалентні батареї практичними. ШІ допоміг дослідити тисячі нових кристалічних структур, що раніше було неможливо зробити традиційними лабораторними методами.
Які результати досліджень?
У результаті було виявлено п’ять абсолютно нових структур пористих оксидів перехідних металів, відкриті канали яких ідеально підходять для швидкого і безпечного переміщення об’ємних багатовалентних іонів. Це важливий крок в удосконаленні акумуляторів наступного покоління. Команда перевірила нові структури, створені за допомогою ШІ, за допомогою квантово-механічного моделювання та випробувань на стабільність, підтвердивши, що матеріали дійсно можна синтезувати експериментально і вони мають великий потенціал для реального застосування.
Вчені впевнені, що розробили масштабований метод дослідження будь-яких передових матеріалів, від електроніки до рішень у сфері чистої енергії.
Раніше повідомлялося, що цинкові акумулятори можуть замінити літієві, оскільки вони стали ефективнішими на 99%. Дослідники з Сеульського національного університету (Південна Корея) поліпшили продуктивність і стабільність цинк-іонних акумуляторів на водній основі, модифікувавши одну молекулу в електроліті.
