Литий-ионные аккумуляторы доминируют в мире накопителей энергии уже несколько десятилетий. Однако запасы этого металла ограничены, а его добыча наносит серьезный ущерб окружающей среде. Поэтому ученые активно ищут альтернативы — и искусственный интеллект (ИИ) помог совершить прорыв.
Несмотря на высокую эффективность, литиевые аккумуляторы имеют существенные недостатки. Добыча лития требует огромного количества воды и приводит к загрязнению почв. Кроме того, производство батарей связано с использованием токсичных материалов.
Особенно остро проблема стоит для рынка электромобилей. Инженеры ищут способы создать более долговечные и экологичные источники питания, но традиционные методы исследования требуют десятилетий.
Революционный тандем
Команда исследователей из нескольких университетов применила генеративный искусственный интеллект для анализа каталога потенциальных материалов. Результаты опубликованы в престижном журнале Cell.
Как показало исследование, проблема оказалась не в отсутствии перспективных материалов, а в способах их эффективной обработки. ИИ смог быстро просканировать тысячи вариантов и выделить наиболее многообещающие.
В итоге исследователи представили пять материалов на основе TMO-структур (переходных металлооксидов). Каждый состоит из различных компонентов, но все обладают ключевым преимуществом — крупными и открытыми каналами.
Эти каналы идеально подходят для безопасного перемещения больших объемов ионов, что критически важно для эффективности аккумулятора. В отличие от литиевых батарей, новые материалы обещают более высокую стабильность и долговечность.
Перспективы применения
Открытие может революционизировать индустрию накопителей энергии. Больше всего выиграют электромобили — новые материалы способны значительно увеличить запас хода и срок службы батарей.
Теперь ученые переходят к детальному изучению каждого из пяти материалов. Следующий этап — создание прототипов и тестирование в реальных условиях.
Читайте также: Что такое редкоземельные металлы: состав, свойства и сферы применения.
