גילוי מונע בינה מלאכותית מבטיח עלייה של 50% בטווח רכב חשמלי ובטריות בטוחות יותר עד 2025
למידת מכונה מאיצה את החומרים החדשים לסוללות במצב מוצק, רומזת על רכבים חשמליים בטוחים מפני אש וטווח ארוך.
- עלייה של עד 50% בטווח רכבים חשמליים: סוללות במצב מוצק עשויות להאריך את המרחק הנסיעה בצורה דרסטית.
- קפיצת בטיחות מפני אש: אלקטרוליטים מוצקים מצמצמים את הסיכונים לאש בהשוואה לסוללות ליתיום-יון מסורתיות.
- גילוי חומרים מהיר פי 100: בינה מלאכותית מקצרת את הזמן לסינון חומרים מבטיחים לסוללות.
- ציפויים חדשים זוהו: תרכובות כמו Li3AlF6 ו-Li2ZnCl4 מביאות פריצות דרך ביציבות.
חדשנות בתחום הרכב החשמלי (EV) מאיצה כאשר בינה מלאכותית מתקדמת מזרזת את החיפוש אחר המהפכה הבאה בסוללות: תאי ליתיום-יון במצב מוצק.
מדוע יצרני הרכב רודפים אחר סוללות במצב מוצק?
יצרני רכב מסורתיים וסטארטאפים נועזים בתחום EV מתחרים על יתרון תחרותי ככל שהביקוש לתחבורה בת קיימא גובר. התעשייה רואה בסוללות במצב מוצק שינוי משחק – לא רק בהצעת ביצועים מהירים יותר וטווח ארוך יותר, אלא גם בסטנדרט חדש של בטיחות.
בניגוד לסוללות ליתיום-יון מסורתיות שמשתמשות באלקטרוליטים נוזליים דליקים, דגמים במצב מוצק מחליפים את הנוזל עם קרמיקות מתקדמות או חומרים מוצקים אחרים. שינוי זה מצמצם במידה ניכרת את הסיכונים לאש – דאגה דרמטית בחבילות ה-EV בעלות הקיבולת הגבוהה של היום – ופותח את הדלת לעיצובים יותר אלגנטיים ופלט כוח יותר חזק.
כמה מומחים מאמינים כי, הודות לחדשנות זו, רכבי EV עתידיים יכולים לאחסן עד 50% יותר טווח באותו שטח.
כיצד לימוד מכונה מאיץ את החדשנות בסוללות?
המכשול העיקרי? מציאת החומרים הנכונים מספיק מהר. סינון של אלפי חומרים מועמדים באמצעות כימיה מסורתית יכול לקחת שנים. כאן נכנסים לתמונה ההתקדמויות משל חוקרים רוסיים בסколטק ואוניברסיטת AIRI.
על ידי ניצול של רשתות נוירונים גרפיות – טכניקת בינה מלאכותית מתקדמת – הצוות צמצם את תהליך גילוי החומרים מחודשים לשעות ספורות בלבד. הרשתות הנוירונליות התמקדו בחומרים עם "ניידות יונית" מתאימה – כיצד יוני הליתיום זזים בתוך האלקטרוליט המוצק, שזה מפתח לביצועים גבוהים ולטעינה מהירה.
המודלים של הבינה המלאכותית שלהם עברו על פני עשרות אלפי תרכובות כימיות, וזיהו מספר מצומצם עם הבטחה יוצאת דופן כציפויים מגנים. הציפויים הללו חיוניים: הם מונעים מהאלקטרודות של הסוללה להגיב באופן הרסני עם האלקטרוליט המוצק, ובכך משפרים את חיי הסוללה, הבטיחות והיעילות.
שאלות ותשובות: מה הייחודיות של הציפויים המגנים בסוללות במצב מוצק?
ש: מדוע הסוללות במצב מוצק צריכות ציפויים מיוחדים?
ת: האלקטרודות בסוללות אלו – במיוחד האנודה ממתכת ליתיום – עשויות להגיב עם האלקטרוליט המוצק, ולשבור ביצועים ולסכן קצרים חשמליים. חומרים מציפוי פועלים כמגן כימי, ומבטיחים יציבות גם באינטרפייסים האנודיים וגם בקתודיים.
ש: אילו חומרים חדשים זוהו?
ת: המחקר שם את spotlight על Li3AlF6 ו-Li2ZnCl4, בין היתר, כציפויים המסוגלים לשרוד ולשגשג לצד האלקטרוליטים החדשים המבטיחים ביותר, כמו Li10GeP2S12.
כיצד: המפה למסחור של סוללות EV בטוחות ועמידות יותר
1. סינון מונע בינה מלאכותית: למידת מכונה מצמצמת במהירות את אלפי האפשרויות למספר מועמדות נבחרות.
2. בדיקות שכבה-על-שכבה: חוקרים מעריכים יציבות ותנועת יונים עבור האלקטרוליט והציפויים.
3. אבי טיפוס בעולם האמיתי: חומרים מבטיחים מועלים לסולם למבחנים מעבדתיים ואחר כך למבחנים בתעשיה.
4. אימוץ בתעשייה: יצרני רכבים כמו אלו הנמצאים ב-טסלה, פורד ו-ניסאן כבר מתכוננים לנצל את ההתקדמות הזו ברגע שטכנולוגיה זו תהיה זמינה בשוק.
מהו העתיד של הסוללות במצב מוצק?
ככל שהטכנולוגיה במצב מוצק מתקדמת, כל תחום ה-EV נמצא על סף זינוק של "בטוח יותר, מהיר יותר, רחוק יותר". גילוי החומרים המונע בינה מלאכותית עשוי לא רק לדחוף את ביצועי הסוללות לגבולות חדשים, אלא גם להוזיל עלויות ולהאיץ את המעבר לאנרגיה ירוקה בכל העולם. עקבו אחרי ההתפתחויות של חוקרים מובילים ב-סכולטק, ועקבו אחרי האימוץ אצל יצרני רכב עולמיים.
מוכנים לעתיד EV בטוח יותר עם טווח ארוך יותר?
רשימת פעולות למעריצי EV וצופי תעשייה:
– עקבו אחרי העדכונים במחקר על חומרים לסוללות במצב מוצק.
– שימו לב ליצרני רכב מובילים לגבי חדשות על אימוץ מוקדם.
– בדקו הודעות ממכוני טכנולוגיה כמו סכולטק ו-AIRI.
– הישארו מעודכנים על מימון ממשלתי ורגולציה התומכת בסוללות מהדור הבא.
עתיד המובילות החשמלית מתממש – אל תישארו מאחור!