Mirando hacia adelante: Las baterías recargables de iones de litio modernas dependen del litio y otros metales de tierras raras. Si bien ofrecen una fuente de energía eficiente con un ciclo de vida más largo, también pueden plantear preocupaciones ambientales y resultar difíciles de reciclar.
Microsoft colaboró con el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía para descubrir un material novedoso que podría aliviar la dependencia global del litio en la producción de baterías recargables. Aprovechando la IA y la plataforma en la nube Azure Quantum Elements, el equipo de Microsoft aceleró significativamente la lenta investigación sobre materiales que no se encuentran en la naturaleza.
Con los sistemas de computación de alto rendimiento (HPC) de Redmond, los algoritmos de IA pudieron predecir las características de nuevos materiales, como energía, fuerza, tensión, banda prohibida electrónica y propiedades mecánicas. Microsoft y PNNL entrenaron los modelos de IA utilizando millones de puntos de datos de simulaciones, lo que dio como resultado una predicción de las propiedades de los materiales 1.500 veces más rápida en comparación con los cálculos tradicionales de la teoría funcional de la densidad.
El proceso de selección comenzó con 32,6 millones materiales candidatos y algoritmos de IA que identifican 500.000 materiales estables previstos. Después de examinar las propiedades funcionales, el grupo se redujo aún más a 800 candidatos potenciales. Utilizando simulaciones «aceleradas por IA» para explorar propiedades dinámicas como la difusividad iónica, el equipo de Microsoft Quantum redujo la selección a 150 materiales.
Con la sinergia de la IA, la plataforma Azure Quantum Elements y la experiencia científica establecida, Microsoft afirma que la tecnología moderna puede condensar los próximos 250 años de innovación en química y ciencia de materiales «en los próximos 25».
Luego se tuvieron en cuenta consideraciones prácticas, incluida la novedad, la mecánica y la disponibilidad de elementos, para identificar un grupo de 18 candidatos principales. Aprovechando la experiencia y los conocimientos de PNNL para parámetros de detección adicionales, los investigadores de Microsoft identificaron el candidato final: un material electrolítico que utiliza aproximadamente un 70 por ciento menos de litio que las baterías de iones de litio existentes, sustituyendo algo de litio por sodio.
El nuevo material ya ha sido sintetizado por PNNL y están previstas pruebas adicionales para verificar su estabilidad y eficiencia. Brian Abrahamson, director digital de PNNL, dijo que desarrollar nuevas baterías es una tarea desafío global crucial. Abrahamson afirmó que sintetizar y probar materiales a escala humana es un proceso que requiere mucha mano de obra y fundamentalmente limitante.
Con la sinergia de la IA, la plataforma Azure Quantum Elements y la experiencia científica establecida, Microsoft afirma que la tecnología moderna puede condensar los próximos 250 años de innovación en química y ciencia de materiales «en los próximos 25». Según la corporación de Redmond, la IA revolucionará todas las industrias, abriendo una nueva era de descubrimientos científicos.