Microsoft создала батарею будущего из уникального материала, не существующего в природе

Корпорация Microsoft объявила, что команда ученых с помощью искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений всего за 80 часов изучила 32,6 миллиона возможных материалов для батарей, многие из которых не встречаются в природе. «Вручную», по оценкам команды, эта работа заняла бы 20 лет. Результаты исследования дают старт амбициозному проекту по созданию нового поколения батарей, менее зависимых от токсичного и экологически вредного лития.

Компания передала наиболее перспективные варианты в Тихоокеанскую северо-западную национальную лаборатория в Ричленде, штат Вашингтон, где был построен прототип батареи из совершенно нового материала. Хотя прототип размером с монету пока не готов к использованию в современных часах и ключах от автомобилей, он функционирует, используя меньше лития, чем доступные варианты, и обладает способностью перезаряжаться.

Как отметил профессор Кристофер М. Вулвертон из отделения материаловедения и инженерии Северо-Западного университета, который не участвовал в проекте Microsoft, но работал над подобными проектами, этот прорыв демонстрирует потенциал новых технологий для революции в быстро развивающейся области науки о материалах.

Проект использовал платформу Azure Quantum Elements компании Microsoft, представленную в июне с целью ускорения процесса научных открытий. Высокопроизводительные вычисления, использованные Microsoft, фактически задействовали мощность около 5 000 обычных ноутбуков. Отмечается, что сотрудники Microsoft консультировались с экспертами по материалам из правительственной лаборатории, чтобы проверить первоначальные результаты.

Официальные лица Microsoft и национальной лаборатории заявили, что они будут продолжать проект батареи в рамках трехлетнего сотрудничества, направленного на ускорение инноваций и открытий.

Литий-ионные батареи на данный момент питают большинство электромобилей, а также электроскутеры и электровелосипеды, которые стали повсеместны в современных городах по всему миру. Научный прогресс в этой области имеет важное значение для решения серьезных глобальных проблем, таких как изменение климата, загрязнение пластиком и борьба с новыми патогенами.

Проект Microsoft обучал свою систему искусственного интеллекта, показывая ей примеры различных материалов, помогая ей изучать их кристаллические структуры и энергетические свойства. Система ИИ функционировала как воронка: в нее вводилось большое количество возможностей, которые затем проходили через различные фильтры, сужая список кандидатов. Лучшие из них выходили из нижней части воронки.

В ходе дальнейших исследований лаборатория выбрала для прототипа новый материал, содержащий литий, натрий, хлорид и иттрий. В лаборатории ведутся дополнительные работы по этому материалу и планируется изучение как минимум еще двух кандидатов.

Искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления теперь позволяют ученым быстро использовать элементы периодической таблицы, подобно тому, как художник использует палитру цветов, сочетая их и достигая новых конфигураций.