Хотя современные литий-ионные аккумуляторные батареи представляют собой эффективный источник энергии с более длительным сроком службы, они также могут создавать проблемы для окружающей среды и затруднять переработку.
Microsoft сотрудничала с Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией Министерства энергетики (PNNL) для открытия нового материала, который мог бы снизить глобальную зависимость от лития в производстве перезаряжаемых батарей. Используя искусственный интеллект и облачную платформу Azure Quantum Elements, команда Microsoft значительно ускорила трудоемкие исследования материалов, не встречающихся в природе.
Благодаря системам высокопроизводительных вычислений (HPC) алгоритмы искусственного интеллекта смогли предсказать характеристики новых материалов, такие как энергия, сила, напряжение, электронная запрещенная зона и механические свойства. Microsoft и PNNL обучили модели искусственного интеллекта, используя миллионы точек данных моделирования, что привело к прогнозированию свойств материалов в 1500 раз быстрее по сравнению с традиционными расчетами теории функционала плотности.
Процесс отбора начался с 32,6 миллиона материалов-кандидатов и алгоритмов искусственного интеллекта, идентифицировавших 500000 прогнозируемых стабильных материалов. После проверки функциональных свойств пул был сужен до 800 потенциальных кандидатов. Используя моделирование с ускорением искусственного интеллекта для изучения динамических свойств, таких как диффузия ионов, команда Microsoft Quantum сузила выбор до 150 материалов.
Затем были учтены практические соображения, включая новизну, механику и доступность элементов, чтобы определить группу из 18 лучших кандидатов. Используя опыт и знания PNNL для определения дополнительных параметров скрининга, исследователи Microsoft определили окончательного кандидата: материал электролита, в котором используется примерно на 70 процентов меньше лития, чем в существующих литий-ионных батареях, заменяя часть лития натрием.
Новый материал уже синтезирован компанией PNNL, и планируются дополнительные испытания для проверки его стабильности и эффективности. Брайан Абрахамсон, директор по цифровым технологиям PNNL, сказал, что разработка новых батарей является важнейшей глобальной задачей. Абрахамсон заявил, что синтез и тестирование материалов в человеческом масштабе — трудоемкий и существенно ограничивающий процесс.
Microsoft утверждает, что благодаря сочетанию искусственного интеллекта, платформы Azure Quantum Elements и признанному научному опыту современные технологии могут сократить следующие 250 лет инноваций в области химии и материаловедения в 25 лет. По мнению корпорации Microsoft, искусственный интеллект произведет революцию во всех отраслях, открыв новую эру научных открытий.
