ИИ нашёл замену литию: открыты 5 новых материалов для батарей
Будущее аккумуляторов может навсегда измениться благодаря искусственному интеллекту. Учёные из Института технологий Нью-Джерси (NJIT) под руководством профессора Дибакара Датты с помощью генеративного ИИ обнаружили пять новых пористых материалов, которые могут превзойти литий по эффективности, безопасности и доступности.
Литий-ионные аккумуляторы лежат в основе современных технологий, однако растущие потребности в электроэнергии, ограниченность ресурсов и экологические риски делают их неустойчивыми в долгосрочной перспективе. В отличие от лития, такие элементы, как магний, кальций, алюминий и цинк, более распространены и дешевле в добыче.
Именно на их основе и строятся так называемые мультивалентные батареи, использующие ионы с двумя или тремя положительными зарядами, что позволяет хранить значительно больше энергии. Однако более крупные ионы с высокой зарядностью сталкиваются с проблемой прохождения через обычные материалы.
Генеративный ИИ помогает найти выход
Чтобы решить эту задачу, команда NJIT применила уникальный двойной ИИ-подход:
- CDVAE (Crystal Diffusion Variational Autoencoder): создаёт потенциальные кристаллические структуры на основе известных данных;
- Большая языковая модель (LLM): отбирает наиболее стабильные с термодинамической точки зрения варианты.
Такой тандем позволил не просто ускорить поиск — он практически заново переосмыслил сам процесс создания новых материалов.
Что удалось найти
ИИ предложил пять пористых структур на основе переходных металлических оксидов. Они отличаются:
- высокой стабильностью;
- крупными каналами для прохождения ионов;
- возможностью синтеза в лабораторных условиях.
Квантово-механическое моделирование подтвердило жизнеспособность всех пяти структур.
Профессор Датта отмечает, что речь идёт не только об аккумуляторах: «Наш подход применим ко многим направлениям материаловедения — от микроэлектроники до водородной энергетики. Это быстрая и масштабируемая альтернатива традиционным исследованиям методом проб и ошибок».
Следующий этап — совместная работа с экспериментальными лабораториями для синтеза и тестирования новых материалов.
Справка: исследование опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.
