Россиянинг Сколтех Энергетика технологиялари маркази ҳамда Сунъий Интеллект Институти (AIRI) тадқиқотчилари машинали ўрганиш усуллари ёрдамида қаттиқ жисмли аккумуляторлар учун янги материалларни ишлаб чиқиш жараёнини қандай тезлаштириш мумкинлигини кўрсатиб берди. Тадқиқот натижалари npj Computational Materials илмий нашрида эълон қилинди.
Маълум қилинишича, изланишлар давомида нейрон тармоқлар қаттиқ жисмли аккумуляторларнинг асосий элементлари бўлмиш электролитлар ва ҳимоя қопламалари учун истиқболли материалларни аниқлаш қобилиятига эга экани маълум бўлди. Ушбу технология такомиллашиб бориши билан электромобиллар ва кичик электрон қурилмалардаги литий-ионли аккумуляторларнинг ўрнини эгаллаши мумкин, бу эса қурилмаларнинг автоном ишлаш вақтини оширади ва ёнғин хавфини камайтиради.
Литий-ионли аккумуляторлар сингари қаттиқ жисмли аккумуляторларда ҳам мусбат ва манфий электродлар мавжуд бўлиб, улар орасидаги заряд ишлаш жараёнида электролит орқали узатилади. Литий-ионли аккумуляторларда ионларни ўтказувчи эритма электролит вазифасини бажаради. Қаттиқ жисмли аккумуляторларда эса электролит литий ионларини ўтказувчи қаттиқ моддадан иборат.
Таъкидланишича, қаттиқ жисмли аккумуляторлар ҳозирча электромобилларда қўлланилмаяпти, аммо автомобиль ишлаб чиқарувчилар уларни биринчи бўлиб жорий этиш учун рақобатлашмоқда. Бу технология юриш масофасини тахминан бир ярим баравар ошириши ва ёнғин хавфсизлигини сезиларли даражада яхшилаши мумкин. Асосий тўсиқлардан бири шундаки, бугунги кунда мавжуд бўлган қаттиқ электролитларнинг ҳеч бири барча техник талабларга тўлиқ жавоб бермайди. Шу сабабли янги материалларни излаш давом этмоқда.
“Биз графли нейрон тармоқлар ёрдамида кейинги авлод қаттиқ жисмли аккумуляторлар учун юқори ион ўтказувчанликка эга янги материалларни аниқлаш мумкинлигини кўрсатдик. Бу жараённи материалшуносликдаги назарий башоратлар учун асосий восита ҳисобланган квант-кимёвий ёндашувлардан бир неча баробар тезроқ амалга ошириш мумкин. Бу эса аккумуляторлар учун янги материалларни ишлаб чиқиш жараёни тезлашиши мумкинлигини англатади. Биз бу усуллар ёрдамида қаттиқ жисмли аккумуляторлар учун бир қатор ҳимоя қопламаларини башорат қилиш орқали буни амалда кўрсатдик”, дейди муаллифи, Сколтех энергетика технологиялари маркази стажёр-тадқиқотчиси, AIRI институти кичик илмий ходими Артем Дембицкий.
Таъкидланишича, машинали ўрганиш алгоритмлари электролитнинг ўзи учун ҳам, унинг ҳимоя қопламаси учун ҳам асосий хусусият бўлган ион ўтказувчанликни ҳисоблашни тезлаштириш имконини беради. Умуман олганда, номзод материаллар скрининги бир қатор хусусиятлар бўйича босқичма-босқич ўтказилади. Қоплама материали учун бу хусусиятлар қуйидагилардан иборат: термодинамик барқарорлик, электрон ўтказувчанлик (паст бўлиши керак), электрокимёвий барқарорлик, электродлар ва электролитлар билан мослик, ион ўтказувчанлик ва бошқалар. Бунда ион ўтказувчанликни ҳисоблаш энг кўп ресурс талаб қиладиган босқичлардан бири ҳисобланади. Танлов бошида номзодлар рўйхати ўн минглаб бирикма-номзодларни ўз ичига олиши мумкин, саралаш жараёнида эса у бир нечта етакчиларгача қисқаради.
Тадқиқот муаллифлари қаттиқ жисмли аккумуляторларнинг энг истиқболли электролитларидан бири — Li10GeP2S12 учун ҳимоя қопламалари вариантларини излашган. Машина ёрдамида тезлаштирилган скрининг натижасида ушбу электролит учун бир нечта истиқболли ҳимоя қоплама материаллари, жумладан Li3AlF6 ва Li2ZnCl4 формулали моддалар аниқланган.
Изоҳ (0)