Els científics han aconseguit un avanç important en la tecnologia de bateries utilitzant intel·ligència artificial generativa (IA) per descobrir nous materials amb el potencial de transformar el rendiment i les capacitats de les bateries de nova generació. Aquesta recerca de punta se centra en el desenvolupament de bateries multivalents, una alternativa atractiva a les bateries de ions de liti que actualment dominen el mercat. Les bateries multivalents representen un avenç significatiu en l’emmagatzematge d’energia, ja que utilitzen íons que transporten múltiples càrregues — com ara íons de magnesi o alumini — en lloc d’ions de liti. Com que aquests íons multivalents poden transferir més càrrega per íon, ofereixen perspectives de major densitat energètica i major eficàcia. Per això, les bateries multivalents es consideren una solució prometedora per superarr les limitacions de les tecnologies de bateria actuals, incloent problemes de capacitat, cost i sostenibilitat. Un dels reptes clau per fer realitat bateries multivalents funcionals és trobar materials adequats que puguin facilitar de manera eficient i fiable el moviment d’íons multivalents dins del sistema de la bateria. Això requereix descobrir materials amb característiques estructurals i químiques específiques que puguin allotjar íons multivalents sense deteriorar-se, mentre mantenen una alta capacitat d’emmagatzematge d’energia. Per abordar aquesta qüestió, els investigadors van utilitzar la IA generativa — una tecnologia avançada capaç de generar noves representacions de dades i predir propietats a través de grans conjunts de dades.

En el seu estudi, el sistema d’IA va analitzar milions de combinacions i estructures potencials de materials en un ampli espai químic per identificar candidats que complissin amb els estrictes requisits de les aplicacions de bateries multivalents. Aquest exhaustiu cercador computacional va conduir a la identificació de cinc materials oxidats metàl·lics porosos molt prometedors. Els estructures poroses són especialment valuoses en bateries ja que proporcionen una extremada àrea de superfície i camins que afavoreixen el moviment i emmagatzematge eficient d’íons. Aquests nous òxids metàl·lics porosos detectats presenten propietats estructurals favorables per a l’emmagatzematge i el transport d’íons multivalents, posicionant-los com a possibles avanços en el disseny de bateries. Les implicacions de l’avanç són importants: identificant aquests materials, els investigadors han establert una base per a fonts d’energia amb major densitat energètica, càrrega més ràpida i millor sostenibilitat en comparació amb les bateries de liti convencional. A més, aquests òxids metàl·lics contenen metalls més abundants, el que podria reduir la dependència del liti, que és car i pateix reptes en la seva cadena d’abastiment. Aquest avenç s’espera que acceleri el desenvolupament de solucions sostenibles d’emmagatzematge d’energia, cabdals per a una àmplia varietat d’usos— des de dispositius portàtils i vehicles elèctrics fins a emmagatzematge d’energia a nivell de xarxa. Bateries millorades amb capacitat i durabilitat augmentades podrien fomentar una adopció més àmplia de tecnologies d’energia renovable, contribuint a la reducció d’emissions de carboni i als esforços per mitigar el canvi climàtic. En conclusió, la integració de la intel·ligència artificial generativa en la ciència dels materials ha facilitat el descobriment de noves estructures d’òxids metàl·lics porosos adients per a bateries multivalents. Aquest assoliment exemplifica la potent sinergia entre la IA i la innovació en materials, obrint una nova era en la tecnologia de bateries amb promeses de ser més segura, més eficient i respectuosa amb el medi ambient per a l’emmagatzematge d’energia del futur.