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80小时完成20年的工作量,微软利用AI加速寻找新电池材料

2024-01-11 17:18:37 综合报道 阅读:
微软和美国西北太平洋国家实验室(PNNL)借助人工智能,筛选了 3200 万种潜在材料,并在 80 小时时间内将名单缩小到 23 种,其中 5 种是已知材料。团队表示如果使用传统方法获取这些材料,这个过程将耗时二十多年。

据EDN电子技术设计报道,微软(MSFT.US)周二表示,该公司已与美国西北太平洋国家实验室(PNNL)合作,利用人工智能技术快速识别出一种材料,这种候选材料简单地称之为 N2116,是一种固态电解质,危险系数较低,不容易爆裂和引发火灾,还使用较少的锂。Xnmednc

据微软称,微软去年向PNNL研究人员伸出援手,提供其Azure Quantum Elements (AQE) 平台,该平台将高性能计算和人工智能以及最终的量子计算结合在一起,是微软去年推出了一款专为化学和材料科学发现而定制的工具。Xnmednc

研究人员向 AQE 询问锂用量较少的电池材料,它很快就推荐了 3200 万种不同的潜在材料。从那时起,人工智能系统必须辨别哪些材料足够稳定可以使用——最终大约有 500,000 种。他们使用更多的过滤器来推断每种材料传导能量的能力,模拟原子和分子在每种材料内的移动方式,并确定每种候选材料在成本和可用性方面的实用性。Xnmednc

最终在 80 小时时间内将名单缩小到 23 种,其中 5 种是已知材料。团队表示如果使用传统方法获取这些材料,这个过程将耗时二十多年。Xnmednc

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西北太平洋国家实验室 (PNNL) 材料科学家 Dan Thien Nguyen 使用合成的固体电解质组装了纽扣电池。 Dan DeLong为 Microsoft 拍摄的照片。Xnmednc

这个特殊材料是锂和钠的组合,简单地称之为 N2116,锂和钠是一种丰富的元素,也是盐的主要成分。微软表示,这种新材料可以将电池中的锂用量减少多达 70%。Xnmednc

最重要的是,它可以用来制造固态电池,比当今使用液体电解质制成的锂离子电池更安全,后者更容易过热。棘手的部分是,固体电解质通常在传导能量方面不如液体电解质。这是研究人员仍在试图用这种新材料克服的一个挑战,因为它在实验室测试中显示出的电导率比最初预测的要低。Xnmednc

这项新技术有一天可能会应用于汽车、电网和其他需要电池的地方。锂的开采成本很高,而且集中在少数几个国家,因此锂的使用量要少得多,而钠的使用量则更多,因为钠既便宜又丰富。Xnmednc

PNNL首席数字官Brian Abrahamson在一次采访中表示:“这里的神奇之处在于人工智能的速度,它有助于识别产品和材料,以及我们在实验室中将这些想法付诸行动的能力。所有这些都由科学家个人来处理,这是我们正在研究的一种范式转变。对我们来说,它蕴含着巨大的希望。”Xnmednc

科学家目前仍在研究剩余的 17 种潜在材料,寻找替代锂金属的最佳材料。Xnmednc

团队还利用生成式人工智能和高性能计算,让这一过程变得更简单、更快捷。Xnmednc

责编:Demi
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