ثورة في عالم الطاقة.. الذكاء الاصطناعي يكتشف بدائل لبطاريات الليثيوم

في إنجاز علمي رائد، نجح باحثون من معهد نيوجيرسي للتقنية (NJIT) في استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف بدائل فعالة ومستدامة لبطاريات الليثيوم-أيون. وقد نُشرت هذه النتائج في مجلة (Cell Reports Physical Science)، حيث أظهر الفريق بقيادة البروفيسور ديباكار داتا، أن الذكاء الاصطناعي التوليدي يمكنه تسريع اكتشاف مواد جديدة لبطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ.

تحديات الليثيوم وحلول البدائل المبتكرة

تواجه بطاريات الليثيوم-أيون تحديات كبيرة تتعلق بالاستدامة وارتفاع التكلفة ومحدودية الإمدادات. وفي المقابل، تُعد بطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ، التي تستخدم عناصر متوفرة بكثرة مثل المغنيسيوم والزنك، بديلاً واعدًا. وتتفوق هذه البطاريات في قدرتها على تخزين طاقة أكبر، لكنها تواجه تحديًا كبيرًا يتمثل في صعوبة تحرك أيوناتها الكبيرة داخل المواد الصلبة للبطارية.

نهج مبتكر يجمع بين الذكاء الاصطناعي التوليدي واللغوي

لحل هذه المشكلة، طوّر فريق معهد نيوجيرسي للتقنية نهجًا مبتكرًا يعتمد على نظام ذكاء اصطناعي مزدوج:

• نموذج الترميز التلقائي التبايني (CDVAE): يُولّد هياكل بلورية جديدة وغير مكتشفة.
• نموذج لغوي كبير (LLM): يقيّم هذه الهياكل لتحديد أكثرها استقرارًا وديناميكية.

من خلال هذا الدمج، تمكن الباحثون من تمحيص آلاف المواد المحتملة بسرعة فائقة، مما أدى إلى اكتشاف خمسة هياكل جديدة من أكاسيد الفلزات الانتقالية المسامية. وتتميز هذه الهياكل بقنوات داخلية مثالية لمرور الأيونات المتعددة التكافؤ، وهو ما يحل المشكلة الأساسية في هذه التقنية.

آفاق مستقبلية واعدة

أكد البروفيسور داتا أن أهمية هذا النهج تتجاوز مجرد اكتشاف مواد جديدة للبطاريات، بل تضع منهجية قابلة للتطوير لاستكشاف أي مواد متقدمة. وتعتبر هذه الخطوة قفزة نوعية في مجال تخزين الطاقة، وتؤكد الدور المحوري للذكاء الاصطناعي في حل التحديات البيئية والاقتصادية الكبرى.