Naučnici su postigli veliki napredak u tehnologiji baterija koristeći generativnu umjetnu inteligenciju (AI) za otkrivanje novih materijala s potencijalom da transformiraju performanse i mogućnosti baterija sljedeće generacije. Ovo vrhunsko istraživanje usmjereno je na razvoj multivalentnih baterija, uvjerljive alternative litij-ionskim baterijama koje trenutno dominiraju tržištem. Multivalentne baterije predstavljaju značajan napredak u skladištenju energije, jer koriste ione koji nose više naboja—kao što su magnezij ili aluminijski ioni—instead of lithium ions. Budući da ovi multivalentni ioni mogu prenijeti više naboja po ioni, nude izgledne perspektive za veću gustinu energije i povećanu učinkovitost. Stoga se multivalentne baterije smatraju obećavajućim rješenjem za prevazilaženje ograničenja postojeće tehnologije baterija, uključujući probleme s kapacitetom, cijenom i održivosti. Ključni izazov u realizaciji funkcionalnih multivalentnih baterija je pronalaženje odgovarajućih materijala koji mogu efikasno i pouzdano omogućiti kretanje multivalentnih iona unutar sistema baterije. To zahtijeva otkrivanje materijala s posebnim strukturnim i kemijskim svojstvima koja mogu prihvatiti multivalentne ione bez degradacije, a istovremeno održavati visok kapacitet skladištenja energije. Za rješavanje ovog problema, istraživači su koristili generativnu AI—naprednu AI tehnologiju sposobnu za generiranje novih prikaza podataka i predviđanje svojstava na osnovu velikih skupova podataka.

U svojoj studiji, AI sistem je analizirao milione potencijalnih kombinacija i struktura materijala širom opsežnog kemijskog prostora kako bi Identifikovao kandidate koji zadovoljavaju stroge zahtjeve za primjenu u multivalentnim baterijama. Ova detaljna računalna pretraživanja dovela su do identifikacije pet vrlo obećavajućih poroznih metalnih oksida. Porozne strukture su posebno vrijedne u baterijama jer pružaju široku površinu i putanje koje podstiču efikasan protok i skladištenje iona. Ovi novo otkriveni porozni metalni oksidi pokazuju strukturalna svojstva pogodan za skladištenje i transport multivalentnih iona, čime predstavljaju potencijalni preokret u dizajnu baterija. Otkriće ima značajne implikacije: identifikovanjem ovih materijala, naučnici su postavili temelje za izvor napajanja s većom gustinom energije, bržim punjenjem i boljom održivosti u poređenju s tradicionalnim litij-ionskim baterijama. Osim toga, ovi metalni oksidi sadrže dostupnije metale, što može smanjiti zavisnost od skupog litijuma, kojim je suočeno s izazovima u lancu snabdijevanja. Ovaj napredak trebalo bi da ubrza razvoj održivih rješenja za skladištenje energije, od vitalnog značaja za širok spektar primjena—od prenosivih uređaja i električnih vozila do skladišta energije na nivou mreže. Poboljšane baterije s većim kapacitetom i trajnošću mogle bi omogućiti širu primjenu obnovljivih izvora energije, doprinoseći smanjenju emisija ugljen-dioksida i naporima za ublažavanje klimatskih promjena. Zaključno, integracija generativne umjetne inteligencije u nauku o materijalima olakšala je otkriće novih poroznih struktura metalnih oksida pogodnih za multivalentne baterije. Ovaj prekretnica predstavlja snažnu sinergiju između AI i inovacija u materijalima, uvodeći novu eru u tehnologiju baterija s ciljem sigurnijih, efikasnijih i ekološki prihvatljivijih izvora napajanja za budućnost.