Görsel: Microsoft AI ve HPC araçları tarafından keşfedilen yeni katı elektrolit örnekleriAI tarafından bulunan yeni malzeme, pillerde lityum kullanımını azaltabilir
Yapay zeka (AI) ve süper hesaplama kullanılarak pillerdeki lityum kullanımını azaltabilecek yepyeni bir madde keşfedildi.
Bulgular Microsoft ve ABD Enerji Bakanlığı’nın bir parçası olan Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı (PNNL) tarafından yapıldı.
Bilim adamları, malzemenin potansiyel olarak lityum kullanımını %70’e kadar azaltabileceğini söylüyor.
Keşfedildiğinden bu yana yeni malzeme bir ampulü çalıştırmak için kullanılıyor.
Microsoft araştırmacıları yapay zekayı ve süper bilgisayarları kullanarak 32 milyon potansiyel inorganik materyali bir haftadan kısa bir sürede 18 gelecek vaat eden adaya indirdi; bu, geleneksel laboratuvar araştırma yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmesi yirmi yıldan fazla sürebilecek bir tarama süreciydi.
Başlangıçtan çalışan bir pil prototipinin geliştirilmesine kadar geçen süreç dokuz aydan az sürdü.
İki kuruluş bunu, karmaşık bilimsel ve matematiksel görevleri çözmek için çok sayıda bilgisayarı birleştiren gelişmiş yapay zeka ve yüksek performanslı bilgi işlem kullanarak başardı.
Microsoft’un genel başkan yardımcısı Jason Zander, BBC’ye teknoloji devinin görevlerinden birinin “250 yıllık bilimsel keşfi sonraki 25 yıla sıkıştırmak” olduğunu söyledi.
“Ve bunun gibi teknolojinin bunu yapmamıza yardımcı olacağını düşünüyoruz. Gelecekte bu tür bilimin bu şekilde yapılacağını düşünüyorum” dedi.
Lityum ile ilgili sorun
Lityum, piyasa değeri ve gümüş rengi nedeniyle sıklıkla “beyaz altın” olarak anılır. Elektrikli araçlardan (EV’ler) akıllı telefonlara kadar her şeye güç sağlayan şarj edilebilir pillerin (lityum iyon piller) temel bileşenlerinden biridir.
Uluslararası Enerji Ajansı’na göre, metale olan ihtiyaç ve elektrikli araçlara olan talep arttıkça dünya 2025 gibi kısa bir sürede malzeme sıkıntısıyla karşı karşıya kalabilir.
ABD Enerji Bakanlığı’na göre lityum iyon pillere olan talebin 2030 yılına kadar on kata kadar artması bekleniyor, bu nedenle üreticiler buna ayak uydurabilmek için sürekli olarak pil fabrikaları kuruyor.
Lityum madenciliği, geliştirilmesi birkaç yıl sürebileceğinden ve çevre üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğundan tartışmalı olabilir . Metalin çıkarılması büyük miktarda su ve enerji gerektirir ve süreç, arazide büyük izlerin yanı sıra zehirli atık da bırakabilir.
Imperial College London’ın kimya bölümünde pil araştırmacılarından oluşan bir ekibe liderlik eden Dr. Nuria Tapia-Ruiz, azaltılmış miktarda lityum ve iyi enerji depolama kapasitesine sahip her türlü malzemenin, lityum iyon pil endüstrisinde “kutsal kase” olduğunu söyledi.
“Yapay zeka ve süper hesaplama, önümüzdeki yıllarda pil araştırmacıları için yeni yüksek performanslı malzemelerin tahmin edilmesine yardımcı olacak önemli araçlar haline gelecektir” dedi.
Ancak Strathclyde Üniversitesi’nde kimya mühendisliği öğretim görevlisi olan Dr. Edward Brightman, teknolojinin “biraz dikkatli ele alınması” gerektiğini söyledi.
“Sahte sonuçlar ya da ilk başta iyi görünen sonuçlar ortaya çıkarabilir ve daha sonra ya bilinen ya da laboratuvarda sentezlenemeyen bir malzeme olduğu ortaya çıkabilir” dedi.
Şu anda basitçe N2116 olarak adlandırılan bu yapay zeka türevi malzeme, onu ham maddeden çalışan bir prototipe dönüştüren bilim adamları tarafından test edilen katı halli bir elektrolittir.
Sürdürülebilir bir enerji depolama çözümü olma potansiyeline sahiptir çünkü katı hal pilleri geleneksel sıvı veya jel benzeri lityumdan daha güvenlidir.
Yakın gelecekte, daha hızlı şarj olan katı hal lityum piller, binlerce şarj döngüsüyle daha da fazla enerji yoğunluğu vaat ediyor.
Bu yapay zekanın farkı nedir?
Bu teknolojinin çalışma şekli, Microsoft’un yarattığı, kimyayı gerçekten çözebilen moleküler veriler üzerinde eğitilmiş yeni bir yapay zeka türünün kullanılmasıdır.
Bay Zander, “Bu yapay zeka tamamen bilimsel materyallere, veri tabanlarına ve özelliklere dayanıyor” diye açıkladı.
“Veriler bilimsel keşif için kullanmak açısından çok güvenilir.”
Yazılım 18 adayı daralttıktan sonra, PNNL’deki pil uzmanları bunlara baktı ve laboratuvarda üzerinde çalışılacak son maddeyi seçti.
PNNL’den Karl Mueller, Microsoft’un yapay zeka içgörülerinin kendilerini normal çalışma koşullarına kıyasla “potansiyel olarak verimli bir alana çok daha hızlı” yönlendirdiğini söyledi.
“Bu yeni malzemenin kimyasal bileşimini değiştirebilir, test edebilir ve ayarlayabilir ve çalışan bir batarya için teknik uygulanabilirliğini hızlı bir şekilde değerlendirebilirdik, bu da gelişmiş yapay zekanın yenilik döngüsünü hızlandırma vaadini gösteriyor” dedi.