AI发现五种电池新材料有望取代锂电池

2025-08-11 | 来源: 煎蛋网 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

新泽西理工学院(NJIT)的科学家们借助人工智能，掀起了能源存储领域的一场革命。他们发现的五种新型多孔材料，有望让多价离子电池取代传统的锂离子电池。这些电池利用镁、钙、铝、锌等丰富元素，不仅成本更低，还更环保。研究成果已发表在《细胞报告物理科学》期刊上，展现了未来电池技术的巨大潜力。

传统的锂离子电池依赖单一正电荷的锂离子，而多价离子电池使用带两到三个正电荷的离子，能存储更多能量，令人振奋。比如，镁离子电池可能让电动车续航更长，充电更快。然而，多价离子体积更大、电荷更高，难以在现有材料中高效移动，这一直是技术瓶颈。NJIT团队在Dibakar Datta教授的带领下，通过创新的双AI系统，成功攻克了这一难题。

“测试数百万种材料组合几乎是不可能的任务，”Datta教授坦言，“我们转向生成式AI，像淘金一样从海量可能性中筛选出最有潜力的结构。”他们的方法就像为电池材料设计了一台超级智能筛子，快速锁定目标。

研究团队开发了一种独特的双AI系统：晶体扩散变分自编码器(CDVAE)和精细调优的大型语言模型(LLM)。CDVAE基于庞大的已知晶体结构数据集，生成全新的材料结构；而LLM则筛选出最接近热力学稳定性的候选者，确保这些材料在现实中可被合成。最终，AI发现了五种全新的多孔过渡金属氧化物结构，拥有宽敞的通道，能让多价离子快速、安全地移动。

超导新材料"锗"问世有望推动量子芯片

想象一下，这些新材料就像为电池开辟了一条宽阔的高速公路，取代了锂电池的狭窄小路。多价离子可以在这些通道中畅通无阻，大幅提升电池性能。研究团队还通过量子力学模拟和稳定性测试，验证了这些AI设计的材料确实可行，为实际生产奠定了基础。

Datta教授强调，这项研究的意义远不止新电池材料的发现：“我们建立了一种快速、可扩展的方法，能广泛应用于电子、清洁能源等领域的先进材料探索。”从手机到电网，未来的能源存储可能因这些材料而彻底改变。

接下来，NJIT团队计划与实验实验室合作，合成并测试这些AI设计的材料。他们希望将这些发现转化为商用多价离子电池，让可持续能源的梦想更近一步。这种AI驱动的创新，不仅为电池技术指明了方向，也为材料科学的未来带来了无限可能。