اكتشاف ثوري في الذكاء الاصطناعي قد يضع بطاريات كهربائية آمنة للغاية وبعيدة المدى على الطريق بحلول 2025
اكتشف كيف تسرع التعلم الآلي سباق تطوير بطاريات الحالة الصلبة الأكثر أمانًا والتي تدوم لفترة أطول، مما قد يعيد تعريف المركبات الكهربائية.
- نطاق EV +50%: قد تعزز بطاريات الحالة الصلبة نطاق المركبات الكهربائية بمقدار 50%.
- تخزين أكثر أمانًا: تقلل تقنية الحالة الصلبة مخاطر الحرائق مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
- 100x أسرع: يسرع الذكاء الاصطناعي اكتشاف المواد بشكل كبير – أسرع بمئات المرات من الطرق التقليدية.
- اختراق 2025: قد تظهر مواد جديدة في المركبات الكهربائية والإلكترونيات في وقت مبكر من العام المقبل.
قد تسافر المركبات الكهربائية (EVs) في المستقبل مسافات أبعد بكثير بشحنة واحدة – وتفعل ذلك بشكل أكثر أمانًا – بفضل نهج يغير اللعبة تقوده الباحثون في سكولتيك الروسية ومعهد AIRI. من خلال استغلال قوة التعلم الآلي المتقدم، قام العلماء بتعزيز البحث العالمي عن مواد بطاريات الحالة الصلبة الجديدة، متجاوزين الحواجز التي حالت دون وصول هذه التكنولوجيا إلى صانعي السيارات الرئيسيين.
تمثل بطاريات الحالة الصلبة الكأس المقدسة لصناعة المركبات الكهربائية. على عكس خلايا الليثيوم أيون الحالية التي تستخدم إلكتروليتات سائلة قابلة للاشتعال، تقوم التصاميم الصلبة بتبديل السيراميك أو مواد صلبة قوية أخرى. وهذا يعني ليس فقط زيادة تصل إلى 50% في نطاق القيادة، بل أيضًا مقاومة ملحوظة للحرائق. لكن العثور على التركيبة المثلى للمواد – خاصة للطلاءات الواقية الحيوية داخل هذه البطاريات – أثبت أنه معقد بشكل ملحوظ.
تكشف النتائج الأخيرة، التي نُشرت في npj Computational Materials ومدعومة من قبل مؤسسة العلوم الروسية، أن طرق التعلم الآلي يمكن أن تؤدي في أيام ما قد يستغرق سنوات من الباحثين البشريين.
تيسلا، تويوتا، ورواد EV الرائدين يتسابقون الآن لجلب خلايا الحالة الصلبة إلى السوق الضخم – حتى في الوقت الذي تعد فيه هذه الابتكارات بتجاوز تقنية البطاريات التقليدية في كل من الأمان والأداء.
كيف يغير التعلم الآلي突破ات البطارية؟
يمكن للشبكات العصبية، خاصةً تلك المعروفة باسم الشبكات العصبية الرسومية، تصفية عشرات الآلاف من التركيبات المادية المحتملة بسرعة البرق. يمكن أن تتنبأ هذه المحركات الذكائية على الفور أي المركبات الجديدة ستنقل أيونات الليثيوم بكفاءة وأمان – وهو أمر ضروري لتشغيل البطاريات التي تدوم لفترة أطول وتشحن بشكل أسرع.
في التعاون مع سكولتيك، سلط التعلم الآلي الضوء على مركبات الطلاء الواقية الواعدة مثل Li3AlF6 و Li2ZnCl4. هذه الطلاءات تحمي إلكتروليت البطارية الحيوي، مما يمنع الانهيار الهيكلي والدوائر القصيرة القاتلة التي تعاني منها حاليًا بعض الأنظمة القائمة على الليثيوم.
لماذا لم تصل بطاريات الحالة الصلبة إلى الشوارع بعد؟
على الرغم من أن بطاريات الحالة الصلبة قد سيطرت على عناوين الصحف العلمية وألهمت وعود جريئة من صانعي السيارات، إلا أن التبني في العالم الحقيقي لا يزال بعيدًا عن الأنظار. لا توجد إلكتروليت صلبة متاحة حاليًا تحقق كل المربعات التقنية، مع مشاكل تتراوح من الاستقرار إلى التوافق مع هياكل البطاريات الموجودة.
ولكن مع الفحص المادي المدفوع بالذكاء الاصطناعي، فإن خط النهاية قريب. ما كان يستغرق سنوات من العمل الشاق يمكن الآن تضييقه إلى قائمة مختصرة من المرشحين في مجرد أسابيع – قفزة تضع بطاريات الحالة الصلبة جاهزة تجاريًا في متناول اليد في أقرب وقت بحلول 2025.
الأسئلة والأجوبة: أكبر أسئلتكم حول بطاريات الحالة الصلبة – تمت الإجابة عليها
ما مدى بعد المركبات الكهربائية باستخدام بطاريات الحالة الصلبة؟
توقع زيادة تصل إلى 50% في النطاق – تخيل مركبة كهربائية قادرة على السفر 400 ميل بسهولة لتصل إلى 600 ميل، مما يقلل من محطات الشحن.
هل بطاريات الحالة الصلبة آمنة حقًا؟
بالتأكيد. من خلال القضاء على السائل القابل للاشتعال، تقضي هذه البطاريات تقريبًا على مخاطر حرائق التصعيد الحراري.
ما هو دور الطلاءات الواقية؟
تعمل الطلاءات المتخصصة كدرع داخل البطارية، مما يمنع التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها التي يمكن أن ت degrade الأداء أو تسبب فشل خطير.
للمزيد حول ابتكار البطاريات، تحقق من ساينس دايلي.
كيف نسرع ثورة المركبات الكهربائية: ماذا بعد؟
– لا يقتصر الاكتشاف المدفوع بالذكاء الاصطناعي على الجانب الأكاديمي. تقوم شركات السيارات بالفعل بدمج التعلم الآلي في خطوط أبحاثها وتطويرها للبطاريات.
– الجبهة المقبلة؟ تكبير خلايا الحالة الصلبة للإنتاج الضخم – مما يجعل المركبات الكهربائية أكثر تكلفة وأمانًا وفي مدى أبعد بشكل كبير.
– قد تظهر مواد جديدة تم تحديدها من قبل سكولتيك وAIRI قريبًا ليس فقط في السيارات، بل أيضًا في الأجهزة المحمولة المتقدمة وحتى حلول تخزين الطاقة على مستوى الشبكة.
استعد لثورة EV – بطاريات جديدة في طريقها للانفجار في 2025!
قائمة التحقق لتكون جاهزًا للمستقبل
- تابع التحديثات من شركات المركبات الكهربائية الرائدة حول دمج الحالة الصلبة.
- ترقب نماذج 2025 التي تتميز بأمان محسّن ونطاق أفضل.
- تابع سكولتيك والفرق البحثية العالمية لأحدث الأخبار حول breakthroughs الذكاء والطاقة.
- خطط لمستقبل كهربائي أكثر أمانًا وراحة وصديقة للبيئة.
