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| Las baterías con el nuevo electrolito se prueban para determinar cómo se cargan y descargan. Crédito: Dan DeLong/Microsoft |
La inteligencia artificial (IA) ha identificado un nuevo material que podría reducir drásticamente la cantidad de litio utilizada en las baterías. Descubrimientos como este habrían llevado años en tiempos pasados, pero la enorme potencia informática ahora significa que se pueden encontrar en días.
El nuevo material fue descubierto recientemente durante una empresa conjunta entre Microsoft y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), que empleó la ayuda de IA avanzada y computación de alto rendimiento (HPC), un tipo de computación basada en la nube que utiliza grandes cantidades de computadoras para resolver tareas científicas y matemáticas complejas.
El sistema analizó más de 32 millones de materiales inorgánicos potenciales y, en solo 80 horas, logró reducirlos a 18 candidatos prometedores que podrían usarse en el desarrollo de baterías. Luego, los humanos probaron estos candidatos y descubrieron un electrolito que parecía particularmente prometedor.
Las baterías de iones de litio se convertirán en una herramienta invaluable en la transición hacia una energía sostenible. Dada su creciente importancia, se espera que la demanda de litio aumente entre cinco y diez veces para finales de esta década, según el Departamento de Energía de Estados Unidos.
Sin embargo, quedan muchos obstáculos que superar. Los depósitos naturales de litio son relativamente escasos, mientras que la minería puede ser costosa, perjudicial para el medio ambiente y las comunidades locales y propensa a exacerbar conflictos geopolíticos. Esta es la razón por la que los científicos, así como los poderes fácticos, están tan interesados en encontrar materiales que puedan usarse como sustitutos.
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| Muestras del nuevo electrolito sólido descubierto por las herramientas de Microsoft AI y HPC. Crédito: Dan DeLong/Microsoft |
El material es un electrolito de estado sólido. Se pensaba que los iones de sodio y los iones de litio no podían usarse juntos en un solo sistema de electrolitos de estado sólido debido a sus cualidades químicas, pero el sistema de inteligencia artificial indicó que ese material era posible. Cuando los investigadores probaron la idea, resultó ser cierta.
Dado que el electrolito utiliza tanto litio como sodio, además de algunos otros elementos, reduce la cantidad de litio necesaria hasta en un 70 por ciento.
Desde entonces, los investigadores de Microsoft y PNNL sintetizaron el material y lo utilizaron para fabricar prototipos de baterías funcionales. Actualmente se encuentran en el largo proceso de probar estas baterías para ver cómo se comportan en el mundo real.
Tareas como esta, que esencialmente implican examinar cantidades colosales de datos, son perfectas para la IA. Una forma similar en la que está logrando esta tecnología es descubriendo nuevos compuestos farmacológicos y fármacos. En 2020, investigadores del MIT utilizaron un algoritmo informático especialmente diseñado para examinar un vasto archivo digital de más de 100 millones de compuestos químicos y lograron identificar un poderoso antibiótico que es capaz incluso de matar superbacterias.
"Estamos sentados al borde de esta maduración de los modelos de inteligencia artificial, la potencia computacional necesaria para entrenarlos y hacerlos útiles, y la capacidad de entrenarlos en dominios científicos específicos con inteligencia específica", dijo Brian Abrahamson, director digital. en PNNL, dijo en un comunicado. “Creemos que esto marcará el comienzo de una nueva era de aceleración. Eso es emocionante porque estos problemas son importantes para el mundo”.
El artículo, que aún no ha sido revisado por pares, se publicó recientemente en el sitio de preimpresión arXiv.