La nuova sostanza che potrebbe ridurre l’uso di litio nelle batterie, è stata scoperta dai ricercatori di Microsoft e dal Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), che fa parte del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, hanno utilizzato l’intelligenza artificiale (AI) e il supercalcolo.
Il team di ricercatori ha affermato che potenzialmente il nuovo materiale potrebbe ridurre l’uso di litio fino al 70%. Il nuovo materiale dopo la sua scoperta è stato utilizzato per alimentare una lampadina.
I ricercatori di Microsoft utilizzando l’intelligenza artificiale e i supercomputer, in meno di una settimana hanno ristretto il campo di 32 milioni di potenziali materiali inorganici a 18 promettenti candidati, un processo di screening che per essere eseguito, utilizzando metodi di ricerca di laboratorio tradizionali, avrebbe potuto richiedere più di due decenni.
Le due organizzazioni hanno ottenuto questo risultato utilizzando l’intelligenza artificiale avanzata e il calcolo ad alte prestazioni, che abbina un gran numero di computer per risolvere complessi compiti scientifici e matematici.
Jason Zander, vicepresidente esecutivo di Microsoft, ha dichiarato:
«Una delle nostre missioni è quella di comprimere 250 anni di scoperte scientifiche nei prossimi 25. Pensiamo che una tecnologia come questa ci aiuterà a farlo. È questo il modo in cui penso che questo tipo di scienza verrà fatto in futuro».
Il problema del litio
Il litio viene spesso definito “oro bianco” per il suo valore di mercato e il suo colore argenteo. È uno dei componenti chiave delle batterie ricaricabili (batterie agli ioni di litio) che alimentano qualsiasi cosa, dai veicoli elettrici (EV) agli smartphone.
L’Agenzia Internazionale per l’Energia, riporta che il mondo con l’aumento del fabbisogno di questo metallo e della domanda di veicoli elettrici, potrebbe trovarsi a dover affrontare una carenza di litio già nel 2025.
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti prevede che la domanda di batterie agli ioni di litio aumenterà fino a dieci volte entro il 2030, per cui i produttori costruiscono costantemente impianti di batterie per tenere il passo.
L’estrazione del litio può essere controversa, poiché può richiedere diversi anni per essere sviluppata e ha un notevole impatto sull’ambiente, la sua estrazione richiede grandi quantità di acqua e di energia e il processo può lasciare enormi cicatrici nel paesaggio, oltre che rifiuti tossici.
Nuria Tapia-Ruiz, dirige un team di ricercatori sulle batterie presso il Dipartimento di chimica dell’Imperial College di Londra, ha dichiarato:
«Qualsiasi materiale con quantità ridotte di litio e buone capacità di immagazzinamento dell’energia è “il santo graal” nel settore delle batterie agli ioni di litio. L’intelligenza artificiale e il supercalcolo diventeranno strumenti cruciali per i ricercatori di batterie nei prossimi anni per aiutare a prevedere nuovi materiali ad alte prestazioni».
Edward Brightman, docente di ingegneria chimica presso l’Università di Strathclyde, ha affermato:
«La tecnologia deve essere trattata con un po’ di cautela, potrebbe dare risultati spuri, o risultati che all’inizio sembrano buoni, e poi si rivelano essere un materiale conosciuto o che non può essere sintetizzato in laboratorio».
È stato evidenziato che questo materiale derivato dall’intelligenza artificiale, al momento si chiama semplicemente N2116, è un elettrolita allo stato solido, è stato testato dagli scienziati che lo hanno trasformato da materia prima a prototipo funzionante. Ha il potenziale per essere una soluzione sostenibile per l’accumulo di energia, poiché le batterie allo stato solido sono più sicure del tradizionale litio liquido o gel.
Le batterie al litio allo stato solido a carica più rapida, nel prossimo futuro promettono di essere ancora più dense di energia, con migliaia di cicli di carica.
Come si differenzia questa intelligenza artificiale?
Il funzionamento di questa tecnologia si basa su un nuovo tipo di intelligenza artificiale creata da Microsoft, addestrata su dati molecolari e in grado di capire la chimica.
Jason Zander ha affermato:
«Questa intelligenza artificiale si basa su materiali, database e proprietà scientifiche. I dati sono molto affidabili per essere utilizzati per la scoperta scientifica».
Gli esperti di batterie del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), dopo che il software ha ristretto il campo a 18 candidati, li hanno esaminati e hanno scelto la sostanza finale su cui lavorare in laboratorio.
Karl Mueller del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ha affermato:
«Le intuizioni dell’intelligenza artificiale di Microsoft li hanno indirizzati verso un territorio potenzialmente fruttuoso, molto più rapidamente rispetto alle normali condizioni di lavoro. Abbiamo potuto modificare, testare e mettere a punto la composizione chimica di questo nuovo materiale, e valutare rapidamente la sua fattibilità tecnica per una batteria funzionante, dimostrando la promessa dell’intelligenza artificiale avanzata di accelerare il ciclo dell’innovazione».
