Zinātnieki ir sasnieguši nozīmīgu attīstību akumulatoru tehnoloģijā, izmantojot ģeneratīvās mākslīgā intelekta (MI) tehnoloģijas, lai atklātu jaunas materiālus ar potenciālu pārveidot nākamās paaudzes akumulatoru veiktspēju un iespējas. Šis inovatīvais pētījums koncentrējas uz daudzvērtīgu akumulatoru izstrādi, kas ir aizraujoša alternatīva pašlaik tirgū dominējošajiem litija jonu akumulatoriem. Daudzvērtīgi akumulatori ir būtisks solis enerģijas uzkrāšanas laukā, jo tie izmanto jonus ar vairāk nekā vienu lādiņu—piemēram, magnija vai alumīnija jonus—instead of lithium ions. Tā kā šie daudzvērtīgie joni var pārnest vairāk lādiņa uz vienu jonu, tie solās nodrošināt lielāku enerģijas blīvumu un efektivitāti. Tādējādi daudzvērtīgie akumulatori tiek uzskatīti par cerīgu risinājumu esošo akumulatoru tehnoloģiju ierobežojumu pārvarēšanai, tostarp kapacitātes, izmaksu un ilgtspējas jautājumiem. Galvenais izaicinājums funkcionālu daudzvērtīgu akumulatoru izstrādē ir atrast piemērotus materiālus, kas efektīvi un uzticami nodrošina daudzvērtīgo jonu kustību akumulatora sistēmā. Tas prasa atklāt materiālus ar specifiskām strukturālajām un ķīmiskajām īpašībām, kas spēj uzņemt daudzvērtīgos jonus bez degradācijas, vienlaikus saglabājot augstu enerģijas uzkrāšanas kapacitāti. Lai risinātu šo jautājumu, pētnieki izmantoja ģeneratīvo mākslīgā intelektu—uzlabotu MI tehnoloģiju, kas spēj ģenerēt jaunus datu reprezentācijas modeļus un prognozēt īpašības plašos datu kopums.

Savā pētījumā MI sistēma analizēja miljonus potenciālo materiālu kombināciju un struktūru plašā ķīmiskajā telpā, lai identificētu kandidātus, kas atbilst stingriem daudzvērtīgo akumulatoru prasībām. Šī rūpīgā aprēķinu pētījumu rezultātā tika noskaidrots piecas ļoti perspektīvas porainas metāla oksīdu materiālus. Porainas struktūras akumulatoros ir īpaši vērtīgas, jo tās nodrošina plašas virsmas platības un ceļus, kas veicina efektīvu jonu kustību un uzkrāšanu. Šie jaunatklātie porainie metāla oksīdi demonstrē struktūras īpašības, kas ir labvēlīgas daudzvērtīgo jonu uzglabāšanai un transportēšanai, tādējādi kļūstot par potenciālām pārmaiņām akumulatoru dizainā. Šīs atklāsmes ir būtiskas: identificējot šos materiālus, pētnieki ir radījuši pamatu jaunu energoavotu izstrādei ar lielāku jaudas blīvumu, ātrāku uzlādi un labāku ilgtspēju nekā tradicionālajiem litija jonu akumulatoriem. Turklāt šie metāla oksīdi satur pieejamākus metālus, kas var samazināt atkarību no dārgā un piegādes ķēdes izaicinājumiem pakļautā litija. Šis sasniegums tiek prognozēts, ka paātrina ilgtspējīgu enerģijas uzkrāšanas risinājumu attīstību, kas ir būtiski dažādās jomās—no portatīvo ierīču un elektromobiļiem līdz energobāzēm tīklā. Uzlaboti akumulatori ar lielāku jaudu un ilgāku kalpošanas laiku varētu veicināt plašāku atjaunojamo enerģijas tehnoloģiju izmantošanu, tiecoties uz oglekļa emisiju samazināšanu un klimata izmaiņu mazināšanu. Kopumā mākslīgā intelekta ģeneratīvās tehnoloģijas izmantošana materiālu zinātnē ir palīdzējusi atklāt jaunas porainas metāla oksīdu struktūras, kas piemērotas daudzvērtīgu akumulatoru izstrādei. Šis sasniegums ir parādījis AI un materiālu inovāciju spēju sinerģiju, iezīmējot jaunu posmu akumulatoru tehnoloģijā, kas solās sniegt drošākus, efektīvākus un videi draudzīgākus enerģijas uzkrāšanas risinājumus nākotnē.