Znanstveniki so dosegli pomemben preboj v tehnologiji baterij z uporabo generativne umetne inteligence (UI) za odkrivanje novih materialov z potencialom, da preoblikujejo zmogljivost in možnosti naslednje generacije baterij. To najnaprednejše raziskovanje se osredotoča na razvoj večvalentnih baterij, prepričljive alternative litij-ionskim baterijam, ki trenutno prevladujejo na trgu. Večvalentne baterije predstavljajo pomemben napredek v shranjevanju energije, saj uporabljajo ione z večjim številom nabojev – na primer magnezij ali aluminijeve ione – namesto litijevih ionov. Ker ti večvalentni ioni lahko prenašajo več nabojev na 150, ponujajo možnosti za večjo energijsko gostoto in povečano učinkovitost. Zato se večvalentne baterije štejejo za obetavno rešitev za premagovanje omejitev obstoječih tehnologij baterij, vključno s težavami s kapaciteto, stroški in trajnostjo. Ključni izziv pri uresničevanju funkcionalnih večvalentnih baterij je iskanje ustreznih materialov, ki lahko učinkovito in zanesljivo omogočijo premikanje večvalentnih ionov znotraj baterijskega sistema. To zahteva odkritje materialov s specifičnimi strukturnimi in kemičnimi značilnostmi, ki lahko sprejmejo večvalentne ione brez degradacije in hkrati ohranijo visoko kapaciteto shranjevanja energije. Za rešitev tega problema so raziskovalci uporabili generativno umetno inteligenco – napredno tehnologijo UI, ki je sposobna ustvarjati nove predstavitve podatkov in predvidevati lastnosti na obsežnih podatkovnih množicah.

V svoji študiji je sistem UI analiziral milijone potencialnih kombinacij in struktur materialov v širokem kemijskem prostoru, da bi identificiral kandidate, ki izpolnjujejo stroge zahteve za večvalentne baterije. Ta temeljit računalniški iskalni postopek je prinesel identifikacijo petih zelo obetavnih poroznih kovinsko-oksidnih materialov. Porozne strukture so še posebej dragocene v baterijah, saj nudijo veliko površino in poti, ki spodbujajo učinkovito premikanje in shranjevanje ionov. Ti novi odkriti porozni kovinsko-oksidni materiali kažejo strukturne lastnosti, ki so ugodne za shranjevanje in transport večvalentnih ionov, kar jih postavlja na pot do preboja v zasnovi baterij. Pomen odkritja je velik: s prepoznavanjem teh materialov so raziskovalci vzpostavili temelje za napajanja z višjo energijsko gostoto, hitrejšim polnjenjem in boljšo trajnostjo v primerjavi s tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami. Poleg tega ti kovinsko-oksidi vključujejo bolj pogoste kovine, kar bi lahko zmanjšalo odvisnost od litija, ki je drag in se sooča s težavami pri oskrbi. Ta napredek naj bi pospešil razvoj trajnostnih rešitev za shranjevanje energije, ki so ključne za širok spekter uporab, od prenosnih naprav in električnih vozil do energetskih omrežij. Izboljšane baterije z večjo kapaciteto in vzdržljivostjo bi lahko omogočile širšo uporabo obnovljivih virov energije, kar bo pripomoglo k zmanjševanju emisij ogljika in prizadevanjem za ublažitev podnebnih sprememb. Na koncu je integracija generativne umetne inteligence v znanost o materialih omogočila odkritje novih poroznih struktur kovinsko-oksidov primerne za večvalentne baterije. Ta mejnik predstavlja močnejšo sinergijo med AI in inovacijami v materialih, kar odpira novo leto v tehnologiji baterij, s potjo k varnejšim, učinkovitejšim in okolju prijaznejšim možnostim shranjevanja energije za prihodnost.