Штучний інтелект відкрив п’ять нових матеріалів, що можуть перевершити літій для батарей майбутнього

Вчені з Технологічного інституту у Нью-Джерсі (NJIT) за допомогою штучного інтелекту виявили п’ять нових матеріалів, які можуть перевершити літій у майбутніх акумуляторах. Відкриття відкриває шлях до створення дешевших, безпечніших і потужніших систем зберігання енергії на основі елементів, таких як магній чи цинк.

Дослідження, опубліковане у журналі Cell Reports Phys­i­cal Sci­ence під керівництвом професора Дібакера Датти, спрямоване на пошук альтернатив літій-іонним батареям, які стикаються з проблемами вартості, обмеженості ресурсів і впливу на довкілля. Команда зосередилася на багатовалентних іонних акумуляторах, що використовують іони з двома або трьома позитивними зарядами. Це дозволяє накопичувати більше енергії, однак великі розміри іонів ускладнюють їхнє переміщення в стандартних матеріалах.

Щоб подолати це обмеження, дослідники застосували комбінацію двох AI-моделей: Crys­tal Dif­fu­sion Vari­a­tion­al Autoen­coder (CDVAE) та великої мовної моделі (LLM). Перша з них створювала нові кристалічні структури з великими порами, а друга визначала ті, що найближчі до термодинамічної стабільності, що важливо для подальшого синтезу.

За допомогою цього підходу команда виявила п’ять нових пористих оксидів перехідних металів з відкритими каналами, придатними для швидкого та безпечного переміщення багатовалентних іонів. Їхню ефективність і стабільність підтвердили за допомогою квантово-механічних розрахунків, що дає підстави для експериментального синтезу.

На думку Датти, методика, яку вони розробили, здатна пришвидшити пошук не лише нових акумуляторних матеріалів, а й будь-яких перспективних рішень у галузях від електроніки до відновлюваної енергетики. Наступним кроком стане співпраця з лабораторіями для практичної перевірки знайдених структур та просування технології багатовалентних акумуляторів до комерційного рівня.