Γιατί η αγορά μπαταριών EV μπορεί να αλλάξει για πάντα: Νέες breakthroughs AI υπόσχονται ασφαλέστερη, μεγαλύτερης διάρκειας ενέργεια από στερεά κράματα
Η μηχανική εκμάθηση ενισχύει τον αγώνα για μπαταρίες EV στερεάς κατάστασης, με μεγάλες προόδους στην πυρασφάλεια και την αυτονομία στο προσκήνιο.
- Ενίσχυση αυτονομίας έως 50%: Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης θα μπορούσαν να ξεπεράσουν δραματικά την τρέχουσα τεχνολογία Li-ion.
- Πολλές φορές πιο γρήγορες: Νέες μέθοδοι επιταχυνόμενες από AI μειώνουν τους χρόνους αναζήτησης υλικών από εβδομάδες σε ώρες.
- Μεγαλύτερη ασφάλεια: Τα στερεά ηλεκτρολύτες μειώνουν τον κίνδυνο πυρκαγιάς σε σύγκριση με τις υγρές μπαταρίες.
Τα ηλεκτρικά οχήματα (EVs) βρίσκονται στα πρόθυρα μιας σεισμικής μεταμόρφωσης, χάρη σε μια ανακάλυψη στην έρευνα μπαταριών στερεάς κατάστασης. Επιστήμονες από το Skoltech και το Ινστιτούτο AIRI έχουν αποκαλύψει μια μέθοδο καθοδηγούμενη από τεχνητή νοημοσύνη που φέρνει το μέλλον των καθαρών μεταφορών πιο κοντά από ποτέ.
Μέχρι τώρα, Tesla και άλλοι κατασκευαστές αυτοκινήτων έχουν επιμείνει σε μπαταρίες λιθίου-ιόντων με εύφλεκτους υγρούς ηλεκτρολύτες— μια απαραίτητη αλλά ριψοκίνδυνη συμβιβαστική λύση. Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, οι οποίες αντικαθιστούν αυτά τα υγρά με σκληρότερα κεραμικά ή σύνθετα υλικά, είναι το Άγιο Δισκοπότηρο για όποιον ονειρεύεται ασφαλέστερα, μεγαλύτερης εμβέλειας ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Να περιμένετε αυτές τις τάσεις να καθορίσουν το 2025 και μετά.
Ε: Τι κάνει τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης την επόμενη μεγάλη εξέλιξη;
Η παραδοσιακή τεχνολογία λιθίου-ιόντων έχει φτάσει σε ένα επίπεδο. Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης υπόσχονται μπαταρίες που είναι ασφαλέστερες, διαρκούν περισσότερο και μπορούν να χωρέσουν έως 50% περισσότερη εμβέλεια στον ίδιο χώρο— μια αλλαγή παιχνιδιού τόσο για την Ford όσο και για την Toyota στον αγώνα ηλεκτρικών οχημάτων.
- Μειωμένος κίνδυνος πυρκαγιάς: Οι στερεοί ηλεκτρολύτες είναι πολύ λιγότερο πιθανό να αναφλεγούν.
- Διάρκεια ζωής μπαταρίας επεκτείνεται: Μειωμένη αποσύνθεση λόγω προστατευτικών επιστρώσεων και στερεών διεπαφών.
- Ταχύτερη φόρτιση: Υλικά με υψηλότερη αγωγιμότητα σημαίνουν συντομότερα χρονικά διαλείμματα.
Πώς η AI ενισχύει την καινοτομία στις μπαταρίες;
Παραδοσιακά, η ανακάλυψη νέων υλικών για μπαταρίες μπορούσε να διαρκέσει μήνες, ακόμη και χρόνια— επιβραδύνοντας την πρόοδο. Οι ερευνητές στο Skoltech και στο AIRI τώρα χρησιμοποιούν μηχανική εκμάθηση, συγκεκριμένα νευρωνικά δίκτυα γραφήματος, για να προσομοιώνουν πιθανά υλικά για προστατευτικές επιστρώσεις ηλεκτρολύτη “μεταξύ παραγόντων μεγέθους ταχύτερα.” Σε πρακτικούς όρους, αυτό που κάποτε διαρκούσε εβδομάδες τώρα συμβαίνει σε μόλις ώρες.
Αυτά τα μοντέλα AI φιλτράρουν χιλιάδες δυνητικά υλικά γρήγορα, αξιολογώντας πράγματα όπως η ιοντική αγωγιμότητα, η θερμοδυναμική και ηλεκτροχημική σταθερότητα και η συμβατότητά τους με άλλα στοιχεία της μπαταρίας. Δύο νέα ενώσεις, Li3AlF6 και Li2ZnCl4, έχουν ήδη δείξει υψηλή υποσχέση για να επιτρέψουν μπαταρίες μεγαλύτερης διάρκειας και ασφαλέστερες που μπορούν να αντέξουν σε σκληρές συνθήκες μέσα στην επόμενη γενιά EVs.
Ε: Τι εμποδίζει μια ανακάλυψη μπαταρίας στερεάς κατάστασης;
Ενώ οι δυνατότητες είναι τεράστιες, καμία ενιαία στερεά ηλεκτρολύτης δεν πληροί επί του παρόντος κάθε ανάγκη για εμπορικές μπαταρίες αυτοκινήτων. Η αναζήτηση συνεχίζεται για εκείνο τον δυσεύρετο συνδυασμό υψηλής ιοντικής αγωγιμότητας, σταθερότητας και στο ανόδιο και καθοδικό της μπαταρίας, καθώς και οικονομικής αποδοτικότητας.
Η διεξαγωγή φιλτραρίσματος καθοδηγούμενη από AI θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την αποκωδικοποίηση του κώδικα—εξοικονομώντας χρόνια πειραμάτων και λαθών. Η ταχύτητα ανακάλυψης το 2025 και μετά αναμένεται να επιταχυνθεί καθώς περισσότερες εταιρείες επενδύουν σε προηγμένα υπολογιστικά εργαλεία.
Πόσο σύντομα θα κυκλοφορήσουν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης;
Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων από την Nissan μέχρι την Toyota προσπαθούν να είναι οι πρώτοι— αλλά δεν είναι ακόμη σίγουρο. Η μαζική υιοθέτηση εξαρτάται από την κλιμάκωση της παραγωγής, τη μείωση του κόστους και την εξασφάλιση αξιοπιστίας. Ωστόσο, με τη μηχανική εκμάθηση να καθιστά τη διαδικασία ανακάλυψης εκθετικά πιο γρήγορη, οι παρατηρητές της αγοράς τώρα προβλέπουν ότι το πρώτο κύμα EV στερεάς κατάστασης θα μπορούσε να κυκλοφορήσει πριν το τέλος της δεκαετίας.
Ετοιμαστείτε για τη νέα εποχή των EVs—Τι μπορείτε να κάνετε τώρα:
- Μείνετε ενημερωμένοι με νέα για ανακαλύψεις μπαταριών από το ScienceDaily και Nature.
- Ακολουθήστε τις αναδυόμενες τεχνολογίες στην επιστήμη των υλικών και στην AI.
- Παρακολουθήστε ανακοινώσεις από κορυφαίους κατασκευαστές EV.
- Σκεφτείτε πώς θα μπορούσαν οι μπαταρίες επόμενης γενιάς να αλλάξουν τις συνήθειές σας οδήγησης και φόρτισης.
