A tudósok jelentős áttörést értek el az akkutechnológiában azáltal, hogy generatív mesterséges intelligenciát (AI-t) alkalmaztak új anyagok felfedezésére, amelyek potenciálisan transformálhatják a következő generációs akkumulátorok teljesítményét és képességeit. Ez az élvonalbeli kutatás a többértékű akkuk fejlesztésére összpontosít, amelyek vonzó alternatívát jelentenek a jelenleg domináns lítium-ion akkumulátorokkal szemben. A többértékű akkuk jelentős fejlődést jelentenek az energiatárolásban, mivel olyan ionokat használnak, amelyek több töltést szállítanak—például magnézium vagy alumínium ionokat—instead of lithium ions. Mivel ezek a többértékű ionok több töltést képesek átvinni egy ionra, magasabb energiasűrűség és hatékonyság ígéretét hordozzák. Ezért a többértékű akkuk ígéretes megoldásnak számítanak a meglévő akkutechnológiák korlátainak leküzdésére, ideértve a kapacitás, költség és fenntarthatóság problémáit. Az egyik fő kihívás a működőképes többértékű akkuk megvalósításában annak megtalálása, hogy megfelelő anyagokat találjunk, amelyek hatékonyan és megbízhatóan lehetővé teszik a többértékű ionok mozgását az akkumulátor rendszerében. Ez megköveteli olyan anyagok felfedezését, amelyek specifikus szerkezeti és kémiai jellemzőkkel rendelkeznek, képesek befogadni a többértékű ionokat anélkül, hogy degradálódnának, miközben megtartják magas energiatároló kapacitásukat. Ennek a problémának a megoldására a kutatók generatív AI-t alkalmaztak—egy fejlett AI-technológiát, amely képes új adatmegjelenítéseket generálni és tulajdonságokat előre jelezni hatalmas adathalmazokon keresztül.

Kutatásuk során az AI rendszer millió potenciális anyagösszetételt és struktúrát analizált széles körű kémiai térben, hogy olyan jelölteket találjon, amelyek megfelelnek a többértékű akkumulátorok szigorú követelményeinek. Ez a részletes számítógépes keresés öt rendkívül ígéretes pórusos fémtartalmú oxid anyagot azonosított. A pórusos struktúrák különösen értékesek az akkumulátorokban, mivel nagy felületterületet és utakat biztosítanak, amelyek elősegítik az ionok hatékony mozgását és tárolását. Ezek az újonnan felfedezett pórusos fémtartalmú oxidok olyan szerkezeti jellemzőket mutatnak, amelyek kedvezőek a többértékű ionok tárolására és szállítására, ezáltal áttörést jelenthetnek az akkumulátor tervezésében. A felfedezés jelentős következményekkel jár: ezeknek az anyagoknak a pontos meghatározásával a kutatók megalapozták a nagyobb energiasűrűségű, gyorsabban töltődő és fenntarthatóbb energiaforrásokat, mint a hagyományos lítium-ion akkumulátorokat. Ráadásul ezek a fémtartalmú oxidok könnyebben elérhetőbb fémtartalmú anyagokat tartalmaznak, ami csökkentheti a drága lítium iránti függőséget, amelynek ellátási lánc problémákkal küzd. Ez az előrelépés várhatóan felgyorsítja a fenntartható energiatárolási megoldások fejlesztését, amelyek nélkülözhetetlenek a széles körű alkalmazásokhoz—a hordozható eszközöktől és elektromos járművektől a hálózati energiatárolásig. A jobb kapacitással és tartóssággal ellátott akkumulátorok lehetővé tehetik a megújuló energiaforrások szélesebb körű elterjedését, hozzájárulva a szén-dioxid kibocsátás csökkentéséhez és a klímaváltozás elleni küzdelemhez. Összefoglalva, a generatív mesterséges intelligencia beemelése az anyagtudományba megkönnyítette új pórusos fémtartalmú oxid struktúrák felfedezését, amelyek megfelelnek a többértékű akkumulátorok igényeinek. Ez az áttörés példázza az AI és az anyagfejlesztés közötti hatékony szinergiát, és új korszakot nyit az akkutechnológiában, ígérve biztonságosabb, hatékonyabb és környezetbarát energiagazdálkodási lehetőségeket a jövőben.