AI技术已经发现了一种新材料，可以在电池制造中减少对锂的需求

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通过人工智能（AI）和超级计算的协同作用，科学家们发现了一种新物质，这种物质有望在电池中减少锂的使用。

这项发现由微软和太平洋西北国家实验室（PNNL）共同完成，后者是美国能源部的一部分。科学家表示，这种材料有潜力将锂的使用量减少高达70%。

自从这种新材料被发现以来，它已被用来为一个灯泡供电。

微软的研究人员利用AI和超级计算机，从3200万种潜在的无机材料中筛选出18种有前途的候选物质，这一过程不到一周就完成了 —— 使用传统实验室研究方法可能需要20多年。

从构想到开发出工作原型电池的过程不到九个月。

这两个机构通过使用先进的AI和高性能计算实现了这一目标，后者结合了大量计算机来解决复杂的科学和数学任务。

微软执行副总裁 Jason Zander 告诉BBC，该科技巨头的使命之一是“将接下来的25年压缩成250年的科学发现”。

“我们认为这样的技术将帮助我们实现这一目标。我认为这是未来进行这类科学研究的方式，”他说。

锂的问题

锂常被称为“白金”，因其市场价值和银白色。它是电动汽车（EVs）到智能手机等一切设备中可充电电池（锂离子电池）的关键组成部分。

随着对该金属的需求激增，以及对电动汽车的需求上升，根据国际能源署的说法，世界可能在2025年就面临材料短缺。

美国能源部预计，到2030年，锂离子电池的需求量将增加十倍，因此制造商正在不断建设电池厂以跟上需求。

锂矿开采可能引起争议，因为它可能需要数年时间才能发展，对环境产生重大影响。提取这种金属需要大量的水和能源，这个过程可能在景观中留下巨大的疤痕，并产生有毒废物。

伦敦帝国理工学院化学系的电池研究团队负责人 Nuria Tapia-Ruiz 博士表示，任何含有较少锂并具有良好储能能力的材料都是锂离子电池行业的“圣杯”。

“AI和超级计算将成为电池研究人员在未来几年的关键工具，以帮助预测新的高性能材料，”她说。

但斯特拉斯克莱德大学化学工程学讲师 Edward Brightman 博士表示，这项技术需要“小心对待”。

“它可能会提出似是而非的结果，或者看起来很好的结果，然后被证明要么是已知的材料，要么是无法在实验室合成的材料，”他说。

这种AI衍生的材料，目前仅被称为N2116，是一种固态电解质，科学家已经将其从原材料测试到工作原型。

由于固态电池比传统的液体或凝胶状锂更安全，它有潜力成为一种可持续的能源储存解决方案。

在不久的将来，充电更快的固态锂电池承诺将具有更高的能量密度，并具有数千次的充电周期。

这种AI有何不同？

这项技术的工作方式是使用微软创建的一种新型AI，该AI经过分子数据训练，可以实际上解析化学。

“这种AI都是基于科学材料、数据库和属性，”Zander解释说。

“这些数据非常可靠，可用于科学发现。”

在软件缩减了18个候选者之后，PNNL的电池专家们接着审查了这些候选物质，并挑选了最终在实验室中工作的物质。

PNNL的 Karl Mueller 说，微软的AI洞察指引他们“比正常工作条件下更快地进入潜在的有益领域”。

“修改、测试并调整这种新材料的化学成分，并迅速评估其作为工作电池的技术可行性，展示了先进AI加速创新周期的潜力，”他说。