Tekoälyllä uusia materiaaleja moni-ionisiin akkuihin07.08.2025
Julkaistussa tutkimuksessa professori Dibakar Dattan johtama NJIT-tiimi sovelsi onnistuneesti generatiivisia tekoälytekniikoita löytääkseen nopeasti uusia huokoisia materiaaleja, jotka pystyvät mullistamaan moniarvoisten ioni-akkujen kehityksen. Nämä akut, joissa käytetään runsaita alkuaineita, kuten magnesiumia, kalsiumia, alumiinia ja sinkkiä, tarjoavat lupaavan ja kustannustehokkaan vaihtoehdon litiumioniakuille, jotka kohtaavat maailmanlaajuisia toimitushaasteita ja kestävyysongelmia. Toisin kuin perinteiset yhden varauksen litiumioniakut moniarvoisissa ioni-akuissa käytetään elementtejä, joiden ioneilla on kaksi tai jopa kolme positiivista varausta. Tämä tarkoittaa, että moniarvoiset ioni-akut voivat mahdollisesti varastoida huomattavasti enemmän energiaa, mikä tekee niistä erittäin houkuttelevia tulevaisuuden energian varastointiratkaisuja. Moniarvoisten ionien suurempi koko ja suurempi sähkövaraus tekevät niiden tehokkaasta sijoittamisesta akkumateriaaleihin kuitenkin haastavaa – tähän haasteeseen NJIT-tiimin uusi tekoälypohjainen tutkimus puuttuu suoraan. ”Yksi suurimmista esteistä ei ollut lupaavien akkukemioiden puute – se oli miljoonien materiaaliyhdistelmien testaamisen täydellinen mahdottomuus”, Datta sanoi. ”Käännyimme generatiivisen tekoälyn puoleen nopeana ja systemaattisena tapana seuloa tätä laajaa maisemaa ja löytää ne harvat rakenteet, jotka voisivat todella tehdä moniarvoisista akuista käytännöllisiä.” ”Tämä lähestymistapa antaa meille mahdollisuuden tutkia nopeasti tuhansia potentiaalisia ehdokkaita, mikä nopeuttaa merkittävästi tehokkaampien ja kestävämpien vaihtoehtojen etsintää litiumioniteknologialle.” ”Tekoälytyökalumme nopeuttivat dramaattisesti löytöprosessia, jonka aikana löydettiin viisi täysin uutta huokoista siirtymämetallien oksidirakennetta, jotka ovat erittäin lupaavia”, Datta jatkaa. ”Näissä materiaaleissa on suuret, avoimet kanavat, jotka sopivat erinomaisesti näiden kookkaiden moniarvoisten ionien nopeaan ja turvalliseen siirtämiseen, mikä on ratkaiseva läpimurto seuraavan sukupolven akuille.” Tiimi validoi tekoälyn luomat rakenteet kvanttimekaanisilla simulaatioilla ja stabiiliustesteillä, mikä vahvisti, että materiaaleja todellakin voitiin syntetisoida kokeellisesti ja niillä on suuri potentiaali tosielämän sovelluksissa. Aiheesta aiemmin: Uusi näkemys moniarvoisten akkujen suunnitteluun |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
New Jersey Institute of Technologyn (NJIT) tutkijat ovat käyttäneet tekoälyä ratkaistakseen energian varastoinnin tulevaisuuden kriittisen ongelman: löytääkseen kohtuuhintaisia ja kestäviä vaihtoehtoja litiumioniakuille.