AI của Microsoft giúp các nhà khoa học tìm ra vật liệu mới thay thế Pin lithium

Nguyễn_Cương

Well-Known Member
Tham gia
5/10/17
Bài viết
4,479
Được thích
2,520
320 #1

Pin lithium-ion hiện đại dựa vào lithium và các kim loại đất hiếm khác. Mặc dù chúng cung cấp nguồn năng lượng hiệu quả với vòng đời dài hơn nhưng chúng cũng có thể gây ra những lo ngại về môi trường và gây khó khăn cho việc tái chế.

Microsoft đã hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) của Bộ Năng lượng Mỹ để khám phá một loại vật liệu mới có thể giảm bớt sự phụ thuộc toàn cầu vào lithium trong sản xuất pin sạc. Bằng cách tận dụng AI và nền tảng đám mây Azure Quantum Elements, nhóm Microsoft đã đẩy nhanh đáng kể quá trình nghiên cứu tốn nhiều thời gian về các vật liệu không có trong tự nhiên.

Với hệ thống điện toán hiệu suất cao (HPC) của Microsoft, thuật toán AI có thể dự đoán các đặc tính của vật liệu mới – chẳng hạn như năng lượng, lực, ứng suất, khoảng cách vùng điện tử và các tính chất cơ học. Microsoft và PNNL đã đào tạo các mô hình AI bằng cách sử dụng hàng triệu điểm dữ liệu từ mô phỏng, dẫn đến dự đoán các đặc tính vật liệu nhanh hơn 1.500 lần so với các tính toán theo lý thuyết hàm mật độ truyền thống.


Quá trình lựa chọn bắt đầu với 32,6 triệu vật liệu ứng cử viên và thuật toán AI xác định 500.000 vật liệu ổn định được dự đoán. Sau khi sàng lọc các đặc tính chức năng, nhóm tiếp tục được thu hẹp xuống còn 800 ứng viên tiềm năng. Bằng cách sử dụng các mô phỏng "được tăng tốc bởi AI" để khám phá các đặc tính động học như độ khuếch tán ion, nhóm Microsoft Quantum đã thu hẹp lựa chọn xuống còn 150 vật liệu.

Sau đó, những cân nhắc thực tế, bao gồm tính mới, cơ học và tính sẵn có của các yếu tố, đã được đưa vào để xác định một nhóm gồm 18 ứng cử viên hàng đầu. Tận dụng kiến thức chuyên môn và hiểu biết sâu sắc của PNNL để có các thông số sàng lọc bổ sung, các nhà nghiên cứu của Microsoft đã xác định được ứng cử viên cuối cùng: một vật liệu điện phân sử dụng lượng lithium ít hơn khoảng 70% so với pin li-ion hiện có, thay thế một số lithium bằng natri.


Vật liệu mới đã được PNNL tổng hợp và các thử nghiệm bổ sung đang được lên kế hoạch để xác minh tính ổn định và hiệu quả của nó. Brian Abrahamson, giám đốc kỹ thuật số tại PNNL, cho biết việc phát triển loại pin mới là một thách thức toàn cầu.

 
Top Bottom