اختراع جدید هوش مصنوعی: یک نوع سرامیک متفاوت برای جایگزینی لیتیوم در باتری های آینده

به نظر سال 2024 هم همچنان سال ترند جذاب هوش مصنوعی است و این بار با یکی دیگر از آثار جذاب این فناوری با شما صحبت خواهیم کرد؛ باتری‌هایی که با استفاده از یک ماده جدید کشف شده توسط هوش مصنوعی ساخته شده و می‌توانند تا 70 درصد از مصرف ماده کمیاب لیتیوم داخل آنها بکاهند.

احتمالاً بیشتر شما این حقیقت را می‌‌دانید که اغلب باتری‌های موجود مورد استفاده در ابزارهای مختلف در حال حاضر مبتنی بر لیتیوم هستند که به دلایل مختلف از جمله ساختار شیمیایی و عملکردی آنها که مستعد آتش‌گرفتن هستند، به یکی از نگرانی‌های اصلی کاربران و محققان تبدیل شده‌اند.

اما همانطور که گفتیم ظاهراً هوش مصنوعی در این زمینه نیز وارد شده و می‌تواند به صورت کارآمد به کمک شرکت‌های تولید کننده باتری بیاد. طبق گزارش The Verge، مایکروسافت در کنار موسسه فنی موسوم به Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) پیشرفت چشمگیری در یافتن جایگزینی برای باتری‌های لیتیوم یونی داشته است.

باتری‌های با ساختار متفاوت نوعی باتری هستند که به جای الکترولیت مایع (Liquid electrolyte) از الکترولیت جامد (Solid electrolyte) استفاده می‌کنند. این باتری‌ها دارای مزایایی مانند افزایش ظرفیت، کاهش اندازه، کاهش خطر انفجار و آتش‌سوزی، و افزایش دوام هستند. اما تاکنون مشکلاتی مانند سازگاری مواد، هزینه تولید، و عملکرد در دماهای مختلف جلوی توسعه و تجاری‌سازی این باتری‌ها را گرفته است.

هوش مصنوعی مایکروسافت با استفاده از یک روش به نام تحلیل ترکیبی (Combinatorial analysis) توانسته ماده جدیدی را برای الکترولیت جامد اختراع کند. این روش شامل ایجاد و آزمایش هزاران ترکیب مختلف از مواد می‌شود. هوش مصنوعی مایکروسافت با استفاده از یادگیری عمیق و شبکه‌های عصبی مصنوعی (Artificial neural networks) می‌تواند از داده‌های آزمایشگاهی و محاسباتی بهره بگیرد و ترکیب‌های بهینه را پیش‌بینی کند.

ماده جدیدی که هوش مصنوعی مایکروسافت اختراع کرده در واقع، یک نوع سرامیک است که از ترکیب سه عنصر اکسیژن، نیتروژن و لیتیوم تشکیل می‌شود. این ماده دارای خواص الکتریکی و مکانیکی بسیار خوبی است و می‌تواند در دماهای بالا و پایین به خوبی اهداف و ویژگی‌های شیمیای پیش‌بینی شده و مورد انتظار را از خود نشان دهد. سرامیک مذکور همچنین می‌تواند مصرف لیتیوم را در باتری‌ها تا 70 درصد کاهش داده و در نتیجه از هزینه تولید و تاثیر زیست‌محیطی آن‌ها نیز به صورت قابل توجهی بکاهد.

بنابر بازخوردهایی که پس از انتشار این خبر توسط رسانه‌های مختلف نشان داده شده نیز باید بگوییم که این اختراع می‌تواند یک گام بزرگ در راستای توسعه باتری‌های با ساختار متفاوت باشد. در واقع ترکیب سرامیکی جدید می‌توانند در زمینه‌های مختلف مانند باتری خودروهای الکتریکی (Electric vehicles)، انرژی های تجدیدپذیر (Renewable energy)، و دستگاه‌های الکترونیک قابل حمل از جمله گوشی‌های هوشمند، تبلت، لپ‌تاپ و ... کاربرد داشته باشند.

بنابر اعلام مایکروسافت، این شکرت قصد دارد فاز عملی آزمایش این ماده را با همکاری شرکت‌های معتبر در این حوزه آغاز کند تا پس از طی مراحل لازم و بررسی‌های مورد نظر، روش تولید صنعتی و تجاری آن نیز مورد بررسی قرار گیرد. این اختراع نشان می‌دهد که چگونه هوش مصنوعی می‌تواند در حل مسائل پیچیده و مهم علمی و فناوری کمک کند.