Mới đây, Microsoft đã vừa bắt tay với Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) của Bộ Năng lượng Mỹ và tìm ra một loại vật liệu mới có thể thay thế được loại pin lithium truyền thống hiện nay.

Đã tìm ra được loại vật liệu thay thế cho pin lithium

Pin lithium-ion hiện đại chủ yếu sử dụng lithium và các kim loại đất hiếm khác. Mặc dù chúng mang lại nguồn năng lượng hiệu quả với tuổi thọ dài, nhưng cũng đặt ra những thách thức về môi trường và tái chế.

Microsoft đã hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) của Bộ Năng lượng Mỹ để tìm kiếm một loại vật liệu mới có thể giảm sự phụ thuộc toàn cầu vào lithium trong quá trình sản xuất pin sạc. Sử dụng trí tuệ nhân tạo và nền tảng đám mây Azure Quantum Elements, nhóm nghiên cứu của Microsoft đã tăng tốc quá trình nghiên cứu, tiết kiệm thời gian đáng kể với các vật liệu không tự nhiên.

Với hệ thống điện toán hiệu suất cao (HPC) của Microsoft, thuật toán trí tuệ nhân tạo có khả năng dự đoán các đặc tính của vật liệu mới, như năng lượng, lực, ứng suất, khoảng cách vùng điện tử và các tính chất cơ học. Microsoft và PNNL đã huấn luyện các mô hình trí tuệ nhân tạo bằng cách sử dụng hàng triệu điểm dữ liệu từ mô phỏng, dẫn đến khả năng dự đoán nhanh chóng các đặc tính vật liệu, với tốc độ gấp 1.500 lần so với các tính toán truyền thống theo lý thuyết hàm mật độ.

Quá trình chọn lọc bắt đầu với 32,6 triệu vật liệu ứng cử viên, và thuật toán trí tuệ nhân tạo đã xác định 500.000 vật liệu có khả năng ổn định. Sau khi sàng lọc theo các đặc tính chức năng, nhóm nghiên cứu đã thu hẹp danh sách xuống còn 800 ứng viên tiềm năng. Sử dụng mô phỏng "được tăng tốc bởi AI" để khám phá đặc tính động học như độ khuếch tán ion, nhóm Microsoft Quantum đã giảm lựa chọn còn 150 vật liệu.

Tiếp theo, các yếu tố thực tế như tính mới, cơ học và sẵn có của các yếu tố đã được tính vào để xác định một nhóm gồm 18 ứng viên hàng đầu. Sử dụng kiến thức chuyên sâu và sự hiểu biết của PNNL, các nhà nghiên cứu Microsoft đã xác định được ứng viên cuối cùng: một vật liệu điện phân sử dụng lượng lithium ít hơn khoảng 70% so với pin li-ion hiện tại, thay thế một số lithium bằng natri.

Vật liệu mới đã được tổng hợp và kế hoạch thực hiện các thử nghiệm bổ sung để xác minh tính ổn định và hiệu quả của nó. Brian Abrahamson, Giám đốc Kỹ thuật số tại PNNL, mô tả việc phát triển loại pin mới là một thách thức toàn cầu.

: