Tehnologia viitorului: noile baterii solid-state promit o autonomie cu 50% mai mare

Noile baterii solid-state pentru vehicule electrice ar putea oferi o autonomie cu până la 50% mai mare, susține un grup de cercetători din Rusia.

Folosind inteligența artificială, aceștia au descoperit materiale noi care promit baterii mai sigure, mai eficiente și cu durată de viață extinsă.

Noile baterii solid-state oferă cu 50% mai multă autonomie

BYD bifează o bornă istorică: 13 milioane de modele NEV fabricate

16:12

Drona care zboară prin aer și înoată sub apă. Un student din Republica Moldova rescrie regulile ingineriei

15:44

Cercetători de la Institutul de Știință și Tehnologie Skolkovo (Skoltech) și Institutul AIRI au atins un nou prag în dezvoltarea tehnologiei bateriilor solid-state, un domeniu esențial pentru viitorul mobilității electrice. Inovația lor ar putea permite vehiculelor electrice (EV) să parcurgă cu până la 50% mai mult cu o singură încărcare, crescând în același timp siguranța și durata de viață a acumulatorilor.

Această descoperire a fost posibilă prin utilizarea inteligenței artificiale, mai exact a rețelelor neuronale, pentru a accelera identificarea materialelor performante necesare bateriilor solid-state. Potrivit cercetătorilor ruși, „îmbunătățirea densității energetice, a vitezei de încărcare și a stabilității unei baterii solid-state poate fi obținută prin inovații în arhitectura dispozitivelor sau în componentele materiale”.

Folosirea rețelelor neuronale graf, o tehnică avansată de „machine learning”, a permis identificarea rapidă a materialelor optime pentru electroliții solizi și straturile de protecție ale acestora. În prezent, majoritatea EV-urilor folosesc baterii litiu-ion cu electroliți lichizi, care prezintă un risc de incendiu. În schimb, cele de tip solid-state folosesc materiale solide (precum ceramicile) care nu doar că sunt mai sigure, dar oferă și o densitate energetică mai mare, potrivit Interesting Engineering.

Cu toate acestea, adoptarea pe scară largă a acestei tehnologii a fost blocată de lipsa unor electroliți solizi potriviți. În acest context, Artem Dembitskiy, doctorand la Skoltech și autor principal al studiului, a declarat: „Am demonstrat că rețelele neuronale grafice pot identifica materiale noi pentru bateriile solid-state, cu mobilitate ionică ridicată, mult mai rapid decât metodele clasice din chimia cuantică”.

Cât de importante sunt straturile de protecție

Cercetarea evidențiază și rolul esențial al straturilor de protecție, care protejează electrolitul solid de reacțiile chimice distructive cu anodul din litiu metalic și cu catodul. Fără aceste straturi, integritatea structurală a electrolitului ar fi compromisă, crescând riscul de scurtcircuit sau degradare prematură a bateriei.

„Litiul metalic al anodului este un agent reducător foarte puternic, iar catodul un agent oxidant. Interacțiunile lor cu electrolitul pot duce la pierderea stabilității și performanței”, a explicat profesorul Dmitry Aksyonov, coautor al studiului.

Echipa de cercetători din Rusia a testat cu succes această metodologie bazată pe AI pentru a descoperi noi materiale de acoperire compatibile cu Li₁₀GeP₂S₁₂, unul dintre cei mai promițători electroliți solizi. Au fost identificați compuși precum Li₃AlF₆ și Li₂ZnCl₄, care pot contribui decisiv la dezvoltarea unor baterii mai eficiente și mai durabile.