SAMSUNG_092022 Advertisement SAMSUNG_092022 Advertisement SAMSUNG_092022 Advertisement

Umelá inteligencia pomáha vyvíjať efektívnejšie batérie s dlhšou životnosťou

Výskum a vývoj
1

Vedci tvrdia, že môžu použiť umelú inteligenciu na analýzu obrázkov nabíjateľných batérií na atómovej úrovni v snahe zistiť, prečo sa časom opotrebúvajú. Dúfajú, že štúdiom materiálov, ktoré tvoria batériu, extrémne zblízka zefektívnia proces zdokonaľovania dizajnu batérií, čo by mohlo nakoniec viesť k „nezničiteľnej“ batérii. Píše sa o tom v článku publikovanom v recenzovanom časopise Nature Materials.

Konkrétne sa výskumníci zamerali na typ nabíjateľnej lítiovo-železno-fosfátovej (lithium iron phosphate – LFP) batérie. Tá sa rýchlo stáva populárnou voľbou medzi výrobcami elektrických áut pre relatívne nízku cenu, nízku toxicitu a dlhú životnosť. Navyše elektródy LFP neobsahujú kobalt ani nikel, čo sú ťažko dostupné prvky. Vedci tvrdia, že zlepšenie výkonu batérií LFP by pravdepodobne urýchlilo rozvoj priemyslu elektrických automobilov, pretože nevyžadujú chemikálie, ktorých dodávateľské možnosti sú obmedzené.

Výkon akéhokoľvek materiálu závisí od jeho chémie a fyzikálnych interakcií v atómovej mierke. No čím je mierka menšia, tým ťažšie je predpovedať, ako sa materiál správa. Pochopenie týchto interakcií by nám teoreticky mohlo pomôcť dosiahnuť „nezničiteľnú“ batériu, tvrdí William Chueh, docent materiálovej vedy a inžinierstva na Stanfordovej univerzite a hlavný autor článku. Súčasné lítiovo-iónové batérie sa podľa priemyselného štandardu zvyčajne opotrebujú po 1000 nabíjacích cykloch. To je jedno nabitie telefónu alebo notebooku každý deň alebo každé dva dni po dobu troch až piatich rokov.

Materiály, z ktorých sa skladajú napríklad nabíjateľné lítiovo-iónové batérie, musia bojovať s „vlastným namáhaním“, čo je súhrnný termín pre faktory, ktoré ovplyvňujú materiály zvnútra, nejde teda o vonkajšie mechanické sily. Nové mikroskopické techniky s vysokým rozlíšením vedcom umožňujú vidieť to a umelá inteligencia pomáha pochopiť, čo sa deje. Teraz sa po prvýkrát podarilo tieto sily vizualizovať a merať v mierke jedného nanometra. Technológie ako röntgenové žiarenie a elektrónové mikroskopy umožňujú vedcom robiť penetratívne snímky batérií v reálnom čase a umelá inteligencia im pomáha analyzovať to, čo vidia.

Vedúci výskumník Haitao Deng analyzoval batérie LFP dvoma špecifickými spôsobmi, ktoré predtým neboli známe. Skúmal, ako sa materiály LFP správajú, keď sú v špeciálnom stave nazývanom „metastabilný“, a aj to, aký je materiál elastický alebo deformovaný, keď sa nabíja a vybíja. Výskumníci sa zaoberajú dvoma možnými riešeniami: novým softvérom na riadenie batérií, ktorý by mohol lepšie riadiť nabíjanie a vybíjanie v batériách LFP, a vývojom presnejších výpočtových modelov, ktoré pomôžu vývojárom batérií ušetriť čas tým, že budú alternatívne elektródové materiály posudzovať na počítačoch, a nie v laboratóriu.

Zdroj: popularmechanics.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

1 komentár

Miroslav Remenár reakcia na: Umelá inteligencia pomáha vyvíjať efektívnejšie batérie s dlhšou životnosťou

1.4.2022 11:04
Treba využiť kvantové previadzanie pri návrhu batérii. Súčasne batérie sú strašne neefektívne a plýtvajú energiou pri nabíjaní. Pokrok by bol, keby sa aspoň 50% spotrebovanej energie podarilo uložiť do batérie počas procesu nabíjania.
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať