سولارابيك- نيوجيرسي، الولايات المتحدة- 2 أغسطس 2025: استخدم فريق بحثي من معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا (NJIT) تقنيات الذكاء الاصطناعي التوليدي لمعالجة إحدى أكبر التحديات في مجال تخزين الطاقة: إيجاد بدائل مستدامة ومنخفضة التكلفة لبطاريات الليثيوم-أيون.
في دراسة نُشرت بمجلة “Cell Reports Physical Science”، تمكّن الفريق بقيادة البروفيسور ديباكار داتا من اكتشاف مواد مسامية مبتكرة تعِد بإحداث طفرة في بطاريات الأيونات متعددة التكافؤ، التي تعتمد على عناصر متوفرة مثل المغنيسيوم والكالسيوم والألمنيوم والزنك. تُعد هذه البطاريات خيارًا واعدًا لتجاوز التحديات المرتبطة بتوريد الليثيوم واستدامته.
مزايا بطاريات الأيونات متعددة التكافؤ
على خلاف بطاريات الليثيوم-أيون التي تستخدم أيونات بشحنة موجبة واحدة، تعتمد هذه التقنية الجديدة على أيونات ذات شحنتين أو ثلاث؛ مما يعزز من قدرتها على تخزين الطاقة ويجعلها مثالية للتطبيقات المستقبلية. إلا أن التحدي يكمن في الحجم الكبير لهذه الأيونات وصعوبة احتوائها داخل مواد البطاريات التقليدية.
الذكاء الاصطناعي يفتح آفاقًا جديدة
قال داتا: “التحدي لم يكن في نقص المواد المحتملة، بل في استحالة اختبار ملايين التركيبات يدويًا”. لذا استخدم الفريق الذكاء الاصطناعي التوليدي لمسح المجال الهائل بسرعة، بحثًا عن التركيبات الواعدة أكثر.
طور الباحثون نهجًا مزدوجًا يضم مُشفّرًا ذاتيًا متغير الانتشار البلوري (CDVAE) ونموذجًا لغويًا كبيرًا (LLM) تم تعديله بدقة. تمكن هذا النظام من اقتراح آلاف الهياكل البلورية الجديدة، واختيار أكثرها استقرارًا ديناميكيًا وحراريًا.
من خلال هذا النهج، اكتشف الفريق خمسة هياكل جديدة لأكاسيد المعادن الانتقالية المسامية، تتميز بقنوات واسعة ومفتوحة تسمح بمرور الأيونات متعددة التكافؤ بكفاءة وسرعة، مما يُعد إنجازًا كبيرًا لتطوير بطاريات الجيل المقبل.
وأكد داتا أن هذه المنهجية لا تقتصر على بطاريات الطاقة، بل تمثل ثورة في اكتشاف المواد المتقدمة بشكل عام، من الإلكترونيات وحتى حلول الطاقة النظيفة، دون الاعتماد على التجارب التقليدية المكثفة.
يعتزم الفريق التعاون مع مختبرات تجريبية لبناء واختبار هذه المواد الجديدة، سعيًا إلى إنتاج بطاريات متعددة التكافؤ قابلة للتصنيع التجاري، تُغيّر مستقبل تخزين الطاقة حول العالم.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية..
