微軟和美國(guó)能源部下屬的西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室?(PNNL) ，利用人工智能（AI）和超級(jí)計(jì)算發(fā)現(xiàn)了一種全新物質(zhì)，可以減少電池中鋰的使用。

科學(xué)家表示，這種材料可能會(huì)減少高達(dá) 70% 的鋰用量。

自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，這種新材料已被用于為燈泡提供動(dòng)力。

微軟研究人員利用人工智能和超級(jí)計(jì)算機(jī)，在不到一周的時(shí)間內(nèi)將 3200 萬(wàn)種潛在無(wú)機(jī)材料篩選為 18 種有前途的候選材料——如果使用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室研究方法，這一篩選過(guò)程可能需要二十多年才能完成。

從開始到開發(fā)出可工作的電池原型的過(guò)程用了不到九個(gè)月的時(shí)間。

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用先進(jìn)的人工智能和高性能計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，結(jié)合大量計(jì)算機(jī)來(lái)解決復(fù)雜的科學(xué)和數(shù)學(xué)任務(wù)。

微軟執(zhí)行副總裁 Jason Zander 告訴 BBC，這家科技巨頭的使命之一是「將 250 年的科學(xué)發(fā)現(xiàn)壓縮到未來(lái) 25 年」。

「我們認(rèn)為這樣的技術(shù)將幫助我們做到這一點(diǎn)。我認(rèn)為這就是此類科學(xué)未來(lái)的實(shí)現(xiàn)方式，」他說(shuō)。

鋰資源的問(wèn)題

由于其市場(chǎng)價(jià)值和銀色，鋰通常被稱為「白金」。它是可充電電池（鋰離子電池）的關(guān)鍵組件之一，為從電動(dòng)汽車 (EV) 到智能手機(jī)的各種設(shè)備提供動(dòng)力。

國(guó)際能源署表示，隨著對(duì)金屬的需求增加和電動(dòng)汽車需求的增加，世界最早可能在 2025 年面臨這種材料的短缺。

據(jù)美國(guó)能源部稱，預(yù)計(jì)到 2030 年，鋰離子電池的需求將增長(zhǎng)十倍，因此制造商正在不斷建設(shè)電池工廠來(lái)跟上。

鋰礦開采可能會(huì)引起爭(zhēng)議，因?yàn)樗赡苄枰獢?shù)年的時(shí)間才能開發(fā)，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。提取金屬需要大量的水和能源，這個(gè)過(guò)程可能會(huì)在環(huán)境中留下巨大的傷痕以及有毒廢物。

倫敦帝國(guó)理工學(xué)院化學(xué)系電池研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人 Nuria Tapia-Ruiz 博士表示，任何鋰含量減少且儲(chǔ)能能力良好的材料都是鋰離子電池行業(yè)的「圣杯」。

她說(shuō)：「未來(lái)幾年，人工智能和超級(jí)計(jì)算將成為電池研究人員的重要工具，幫助預(yù)測(cè)新的高性能材料?！?/span>

但斯特拉斯克萊德大學(xué)（University of Strathclyde）化學(xué)工程講師 Edward Brightman 博士表示，這項(xiàng)技術(shù)需要「謹(jǐn)慎對(duì)待」。

他說(shuō)：「它可能會(huì)產(chǎn)生虛假結(jié)果，或者一開始看起來(lái)不錯(cuò)的結(jié)果，然后結(jié)果要么是一種已知的材料，要么是無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室合成的材料?！?/span>

這種源自人工智能的材料目前簡(jiǎn)稱為 N2116，是一種固態(tài)電解質(zhì)，已經(jīng)過(guò)科學(xué)家對(duì)其從原材料到工作原型的測(cè)試。

它有潛力成為可持續(xù)的能源存儲(chǔ)解決方案，因?yàn)楣虘B(tài)電池比傳統(tǒng)的液體或凝膠狀鋰更安全。

在不久的將來(lái)，充電速度更快的固態(tài)鋰電池有望實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，可進(jìn)行數(shù)千次充電循環(huán)。

這個(gè)人工智能有何不同？

這項(xiàng)技術(shù)的工作原理是使用微軟創(chuàng)建的一種新型人工智能，該人工智能經(jīng)過(guò)分子數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，能夠真正理解化學(xué)反應(yīng)。

「這種人工智能完全基于科學(xué)材料、數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性，這些數(shù)據(jù)對(duì)于用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)來(lái)說(shuō)非常值得信賴。」Zander 先生解釋道。

軟件縮小了 18 種候選物質(zhì)的范圍后，PNNL 的電池專家對(duì)它們進(jìn)行了研究，并選擇了最終的物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。

PNNL 的 Karl Mueller 表示，微軟的人工智能見解使他們比正常工作條件下「更快地到達(dá)潛在的富有成效的領(lǐng)域」。

他說(shuō)：「我們可以修改、測(cè)試和調(diào)整這種新材料的化學(xué)成分，并快速評(píng)估其對(duì)工作電池的技術(shù)可行性，這表明先進(jìn)的人工智能有望加速創(chuàng)新周期?！?/span>

參考內(nèi)容：https://www.bbc.com/news/technology-67912033