أهمية البحث:

يصف فريق العلماء الأمريكي تقنية متكاملة للروبوتات والذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) لتحديد “الصيغة المثلى” لمحاليل الإلكتروليت السائلة غير المائية في بطاريات الليثيوم أيون. قد يساهم هذا البحث في تسريع تطوير بطاريات محسنة قابلة لإعادة الشحن ، مثل تلك ذات سرعات الشحن الأسرع والعمر الأطول.

التحديات في تطوير مكونات البطارية التقليدية:

يعد تطوير تكنولوجيا البطاريات عالية الأداء أمرا بالغ الأهمية بشكل خاص للنهوض بالكهرباء في قطاعي النقل والطيران. تتضمن الطرق التقليدية لتطوير مكونات بطاريات الليثيوم أيون تجربة تستغرق وقتا طويلا مع خيارات المواد المحتملة ، وقد تستغرق عملية البحث والتطوير أحيانا عدة سنوات ، خاصة عندما يتعلق الأمر بتطوير محاليل إلكتروليت سائلة غير مائية.

تسريع تحسين مكونات البطارية باستخدام الذكاء الاصطناعي والروبوتات:

إن الحاجة إلى الاختيار من بين العديد من المذيبات والأملاح والنسب المحددة ، إلى جانب العديد من متغيرات التصميم ، تجعل تحسين الإلكتروليتات مهمة تستغرق وقتا طويلا وتتطلب عمالة مكثفة. اقترح البعض طريقة لتسريع هذه العملية – استخدام الذكاء الاصطناعي مع تقنية الروبوتات لاكتشاف مكونات البطارية المثلى.

النهج المبتكر لجامعة كارنيجي ميلون

قام باحثون من جامعة كارنيجي ميلون في الولايات المتحدة ، بما في ذلك فينكات فيسواناثان وجاي ويتاكر ، جنبا إلى جنب مع زملائهم ، بتصميم منصة روبوت آلية مخصصة تسمى “كليو” ، والتي قاموا بدمجها مع نظام تحسين بايزي القائم على الذكاء الاصطناعي يسمى “اليعسوب“. باستخدام هذه الأدوات ، أظهروا أن النظام يمكنه فحص وتحديد ستة تركيبات إلكتروليت غير مائية عالية التوصيل لبطارية ليثيوم أيون عالية التوصيل من خلال 42 تجربة أجريت في يومي عمل فقط.

ميزة هذه الطريقة:

لاحظ الباحثون أن طريقتهم في اكتشاف الإلكتروليتات أسرع بست مرات من طرق الفحص العشوائي التقليدية. اختبر فريق البحث محلول الإلكتروليت في خلايا كيس الليثيوم أيون التجارية ، باستخدام مكونات الإلكتروليت التقليدية كتجربة أساسية ، مما يدل على أداء الشحن السريع.

وخلص فريق البحث إلى أن هذه الدراسة تساهم في تطوير بطاريات قابلة لإعادة الشحن عالية الأداء وتحمل أهمية كبيرة لمجموعة واسعة من تطبيقات الطاقة وعلوم المواد.