La collaborazione tra Microsoft e il Pacific Northwest National Laboratory
Il nuovo materiale è stato individuato durante una collaborazione tra Microsoft e il Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), che ha sfruttato l’AI avanzata e l’high-performance computing (HPC), un tipo di calcolo basato su cloud che utilizza un gran numero di computer per risolvere compiti scientifici e matematici complessi.
Il sistema ha analizzato oltre 32 milioni di potenziali materiali inorganici e, in soli 80 ore, è riuscito a ridurre la lista a 18 candidati promettenti per lo sviluppo di batterie. Successivamente, i ricercatori hanno testato questi candidati e scoperto un elettrolita particolarmente promettente.
La crescente importanza delle batterie al litio
Le batterie al litio sono destinate a diventare uno strumento indispensabile nella transizione verso l’energia sostenibile. Data la loro crescente importanza, si prevede che la domanda di litio aumenterà da cinque a dieci volte entro la fine di questo decennio, secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
Tuttavia, ci sono molte sfide da superare. I depositi naturali di litio sono relativamente scarsi, mentre l’estrazione può essere costosa, dannosa per l’ambiente e le comunità locali, e incline a scatenare conflitti geopolitici. Ecco perché scienziati e autorità sono così desiderosi di trovare materiali che possano essere usati come sostituti.
Il nuovo elettrolita solido scoperto dall’AI
Il materiale è un elettrolita solido. Si pensava che gli ioni di sodio e gli ioni di litio non potessero essere utilizzati insieme in un unico sistema di elettrolita solido a causa delle loro qualità chimiche, ma il sistema AI ha indicato che un tale materiale era possibile. Quando i ricercatori hanno testato l’idea, si è rivelata vera.
Poiché l’elettrolita utilizza sia il litio che il sodio, oltre ad altri elementi, riduce la quantità di litio richiesta fino al 70 percento. I ricercatori di Microsoft e PNNL hanno da allora sintetizzato il materiale e utilizzato per realizzare prototipi di batterie funzionali. Attualmente sono nel lungo processo di test di queste batterie per vedere come si comportano nel mondo reale.
L’AI come strumento di ricerca
Compiti come questo, che essenzialmente comportano la ricerca in enormi quantità di dati, sono perfetti per l’AI. Un modo simile in cui questa tecnologia viene utilizzata è la scoperta di nuovi composti farmacologici e farmaci. Nel 2020, i ricercatori del MIT hanno utilizzato un algoritmo informatico appositamente progettato per setacciare un vasto archivio digitale di oltre 100 milioni di composti chimici e sono riusciti a identificare un potente antibiotico in grado di uccidere anche i superbug.
“Stiamo seduti sul precipizio della maturazione dei modelli di intelligenza artificiale, della potenza computazionale necessaria per addestrarli e renderli utili, e della capacità di addestrarli su specifici domini scientifici con intelligenza specifica”, ha dichiarato Brian Abrahamson, chief digital officer del PNNL. “Questo, crediamo, inaugurerà una nuova era di accelerazione. Questo è emozionante perché questi problemi contano per il mondo.”