Marko Hanzelic
Wissenschaft ist ein langfristiger Prozess. Von der Idee über die Auseinandersetzung mit bestehenden Forschungsergebnissen zum Thema bis hin zur Zusammenstellung aller notwendigen Ressourcen zum Testen es kann mehrere Jahre dauern. Deshalb gibt es bahnbrechende Fortschritte in Schlüsselbereichen wie z Produktion von Batterien für Elektrofahrzeuge, oft mit längeren Zeiträumen verbunden. Jedoch Microsoft argumentiert, dass künstliche Intelligenz und groß angelegtes Cloud Computing diesen Prozess bereits beschleunigen.
Microsoft Er beschrieb ausführlich, wie seine Azure Quantum Elements (AQE)-Plattform, das Hochleistungsrechnen (HPC) und Technologien der künstlichen Intelligenz kombiniert, half dem Pacific Northwest National Laboratory US-Energieministerium (PNNL) bei der Identifizierung eines neuen Materialmixes, der den Lithiumanteil in Batterien reduzieren kann. Bevor Sie sich zu sehr aufregen, sei angemerkt, dass trotz der Namensgebung der Plattform Azure Quantum Elements, es ging nicht um Quantencomputing.
Lithium ist relativ selten, teuer und umweltschädliches Material für den Bergbau. Darüber hinaus sind daraus hergestellte Batterien sehr energieeffizient. Wenn also bei einer davon etwas schief geht, ist das ein großes Problem, wie berichtet wird Brände von Elektrofahrzeugen.
Die Ermäßigung Verwendung von Lithium in Batterien Es ist in der Tat ein wichtiges, aber auch herausforderndes Unterfangen. Normalerweise sollte die Mitte PNNL Überprüfen Sie alle veröffentlichten Forschungsergebnisse zu Batteriematerialien und formulieren Sie Hypothesen über alternative Ansätze.
In diesem Fall nutzte PNNL das Programm Azure alle Elemente auszuwerten, die seiner Meinung nach nützlich sein könnten, und auf dieser Grundlage schlug der Algorithmus vor 32 Millionen potenzielle anorganische Materialien. Als nächstes musste das System alle instabilen und zu reaktiven Kombinationen aussortieren und schließlich die Ergebnisse nach ihrem Energieübertragungspotenzial filtern. Letztendlich reduzierte der Prozess die Liste potenzieller Chemikalien von 32 Millionen auf etwa XNUMX Millionen 500.000 meist aus neuen stabilen Materialien, und dann auf 800.
„Zweiunddreißig Millionen sind etwas, was man niemals tun könnte ... Stellen Sie sich einen Mann vor, der sich hinsetzt, 32 Millionen Materialien durchsieht und ein oder zwei davon auswählt. Es wird einfach nicht passieren“, sagte er laut The Verge Vijay Murugesan, Wissenschaftler und Leiter der Materialwissenschaftsgruppe bei PNNL.
Zu diesem Zeitpunkt würde das PNNL-Team traditionell v verwendenHigh Performance Computing, was im Vergleich zur KI eine genauere, aber langsamere Technologie ist. Am Ende konnten sie die Liste potenzieller Batteriechemikalien eingrenzen auf nur 23, von denen fünf bereits bekannt waren. Dieser Prozess konnte mehrere Wochen dauern, aber das Team hat ihn mit Hilfe von Azure bewältigt erledigt in nur 80 Stunden.
Basierend auf dieser Suche erstellten PNNL-Wissenschaftler eine Synthese ein vielversprechender Kandidat, das sowohl Lithium als auch Natrium und andere Elemente enthält. Laut Microsoft das neue Material reduziert den Lithiumverbrauch za etwa 70 % im Vergleich zu bestehenden Lithium-Ionen-Batterien, da ein Teil des Lithiums durch leichter verfügbares Natrium ersetzt wird.
„Das ist aus mehreren Gründen wichtig“ er schrieb DR. Nathan Baker, Produktmanager im Unternehmen Azure Quantum Elements. „Halbleiterbatterien gelten als sicherer als herkömmliche Flüssig- oder Gel-Lithiumbatterien und bieten eine höhere Energiedichte. Lithium ist bereits relativ selten und daher teuer. Sein Abbau ist ökologisch und geopolitisch problematisch. Die Entwicklung einer Batterie, die den Lithiumbedarf um etwa 70 % senken könnte, könnte enorme Vorteile für die Umwelt, die Sicherheit und die Wirtschaft haben.“
Wie auch immer es ist Brian Abrahamson, Leiter des digitalen Dienstes von PNNL, stellte fest, dass sich der Prozess noch in den Kinderschuhen befinde und die Präzision der Chemie noch ermittelt werden müsse optimieren. Es besteht die Möglichkeit, dass es bei Tests in größerem Maßstab nicht die erwartete Leistung erbringt.
Dennoch sucht das PNNL-Team aufgrund dieser Forschung nun nach Möglichkeiten, Natrium zu verwenden, um die Lithiummenge in Batterien zu reduzieren. Es ist noch unklar, ob die Ergebnisse dieser Forschung zu besseren Elektrofahrzeugen führen werden, aber es ist so Geschwindigkeit, mit dem diese Forschung durchgeführt wurde, sehr beeindruckend.
„Unabhängig davon, ob es sich hierbei um eine langfristig nützliche Batterie handelt, ist die Geschwindigkeit, mit der wir eine brauchbare Batteriechemie gefunden haben, sehr überzeugend.“ er erklärte Abrahamson.
Microsoft In der Zukunft stellt er sich eine Welt vor, in der seine künstliche Intelligenz trainiert werden könnte Vorhersage des Verhaltens von Materialien in einer Batterie, die es Wissenschaftlern ermöglichen würde, sie virtuell zu testen, bevor sie mit ihrer eigenen Forschung in der realen Welt beginnen. Obwohl dies ein spannendes Ziel ist, trägt die Technologie bereits Früchte.
