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在最近的一項突破性研究中,人工智能幫助科學家發現了一種新型材料,這種材料可能大幅減少電池中鋰的使用量。這一發現由微軟和太平洋西北國家實驗室(PNNL)的研究人員通過聯合努力實現,展示了人工智能在材料科學領域的強大潛力。
研究團隊利用高性能計算技術和先進的AI,對超過3200萬種潛在的無機材料進行了分析。在短短80小時內,這個系統將候選材料縮減到了18種,這些材料均有望用于電池開發。之后,研究人員對這些候選材料進行了人工測試,發現了一種看起來非常有前途的電解質。
鋰離子電池正成為可持續能源轉型中的一種不可或缺的工具。據美國能源部預計,由于它們的日益重要性,到本十年末,對鋰的需求預計將增加5到10倍。然而,自然界中的鋰儲量相對稀缺,開采成本高昂,且對環境和當地社區有害,還容易引發地緣政治沖突。因此,科學家和政策制定者都迫切希望找到可以替代鋰的材料。
該材料是一種固態電解質。先前人們認為由于化學特性的原因,鈉離子和鋰離子不能在同一個固態電解質系統中共用,但人工智能系統表明,這樣的材料是可能的。當研究人員測試這一理念時,結果證實了這一點。
由于這種電解質同時使用了鋰和鈉以及其他元素,它減少了所需鋰的量高達70%。自從發現這種材料以來,微軟和PNNL的研究人員已經合成了這種材料,并用它制作了功能性原型電池。目前,他們正在對這些電池進行實際應用測試。
像這樣的任務,本質上涉及篩選大量數據,非常適合人工智能來完成。類似的技術也被用于發現新的藥物化合物。2020年,MIT的研究人員使用專門設計的計算機算法,從一個包含超過1億種化學化合物的巨大數字檔案庫中篩選,成功識別出一種強效抗生素,甚至能夠殺死超級細菌。
這一突破性的發現不僅展示了人工智能在科學研究中的應用前景,也為未來的電池技術和可持續能源解決方案開辟了新的道路。
信息來源:https://energymetalnews.com/
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