New material found by AI could reduce lithium use in batteries

एआई द्वारा पाई गई नई सामग्री बैटरियों में लिथियम के उपयोग को कम कर सकती है

माइक्रोसॉफ्ट एआई और एचपीसी टूल्स द्वारा खोजे गए नए ठोस इलेक्ट्रोलाइट के नमूने

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) और सुपरकंप्यूटिंग का उपयोग करके एक बिल्कुल नया पदार्थ खोजा गया है, जो बैटरी में लिथियम के उपयोग को कम कर सकता है।

ये निष्कर्ष माइक्रोसॉफ्ट और पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी (पीएनएनएल) द्वारा निकाले गए, जो अमेरिकी ऊर्जा विभाग का हिस्सा है।

वैज्ञानिकों का कहना है कि यह सामग्री संभावित रूप से लिथियम के उपयोग को 70% तक कम कर सकती है।

इसकी खोज के बाद से नई सामग्री का उपयोग लाइटबल्ब को बिजली देने के लिए किया जाता रहा है।

माइक्रोसॉफ्ट के शोधकर्ताओं ने एक सप्ताह से भी कम समय में 32 मिलियन संभावित अकार्बनिक सामग्रियों को 18 होनहार उम्मीदवारों तक सीमित करने के लिए एआई और सुपर कंप्यूटर का उपयोग किया - एक स्क्रीनिंग प्रक्रिया जिसे पारंपरिक प्रयोगशाला अनुसंधान विधियों का उपयोग करके पूरा करने में दो दशक से अधिक समय लग सकता था।

कार्यशील बैटरी प्रोटोटाइप की शुरुआत से लेकर विकास तक की प्रक्रिया में नौ महीने से भी कम समय लगा।

दोनों संगठनों ने उन्नत एआई और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग का उपयोग करके इसे हासिल किया है जो जटिल वैज्ञानिक और गणितीय कार्यों को हल करने के लिए बड़ी संख्या में कंप्यूटरों को जोड़ती है।

माइक्रोसॉफ्ट के कार्यकारी उपाध्यक्ष, जेसन ज़ेंडर ने बीबीसी को बताया कि तकनीकी दिग्गज का एक मिशन "वैज्ञानिक खोज के 250 वर्षों को अगले 25 वर्षों में समेटना" था।

"और हम सोचते हैं कि इस तरह की तकनीक हमें ऐसा करने में मदद करेगी। मुझे लगता है कि भविष्य में इस प्रकार का विज्ञान इसी तरह से किया जाएगा," उन्होंने कहा।

लिथियम के साथ समस्या

लिथियम को अक्सर इसके बाजार मूल्य और चांदी जैसे रंग के कारण "सफेद सोना" कहा जाता है। यह रिचार्जेबल बैटरी (लिथियम-आयन बैटरी) के प्रमुख घटकों में से एक है जो इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) से लेकर स्मार्टफोन तक सब कुछ को शक्ति प्रदान करती है।

अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, जैसे-जैसे धातु की आवश्यकता बढ़ती है और ईवी की मांग बढ़ती है, दुनिया को 2025 तक सामग्री की कमी का सामना करना पड़ सकता है।

अमेरिकी ऊर्जा विभाग के अनुसार, यह भी उम्मीद है कि 2030 तक लिथियम-आयन बैटरी की मांग दस गुना तक बढ़ जाएगी, इसलिए इसे बनाए रखने के लिए निर्माता लगातार बैटरी प्लांट बना रहे हैं।

लिथियम खननविवादास्पद हो सकता है क्योंकि इसे विकसित होने में कई साल लग सकते हैं और इसका पर्यावरण पर काफी प्रभाव पड़ता है। धातु को निकालने के लिए बड़ी मात्रा में पानी और ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और यह प्रक्रिया परिदृश्य में बड़े निशान छोड़ सकती है, साथ ही जहरीला कचरा भी छोड़ सकती है।

इंपीरियल कॉलेज लंदन में रसायन विज्ञान विभाग में बैटरी शोधकर्ताओं की एक टीम का नेतृत्व करने वाली डॉ नूरिया तापिया-रुइज़ ने कहा कि लिथियम की कम मात्रा और अच्छी ऊर्जा भंडारण क्षमताओं वाली कोई भी सामग्री लिथियम-आयन बैटरी उद्योग में "पवित्र कब्र" है।

उन्होंने कहा, "एआई और सुपरकंप्यूटिंग आने वाले वर्षों में बैटरी शोधकर्ताओं के लिए नई उच्च प्रदर्शन वाली सामग्रियों की भविष्यवाणी करने में मदद करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण बन जाएंगे।"

लेकिन स्ट्रैथक्लाइड विश्वविद्यालय में केमिकल इंजीनियरिंग के व्याख्याता डॉ. एडवर्ड ब्राइटमैन ने कहा कि तकनीक को "थोड़ी सावधानी से व्यवहार करने" की आवश्यकता होगी।

उन्होंने कहा, "यह नकली परिणाम दे सकता है, या ऐसे परिणाम जो पहले अच्छे लगते हैं, और फिर या तो ऐसी सामग्री बन जाते हैं जो ज्ञात है या जिसे प्रयोगशाला में संश्लेषित नहीं किया जा सकता है।"

यह एआई-व्युत्पन्न सामग्री, जिसे फिलहाल केवल एन2116 कहा जाता है, एक ठोस-अवस्था इलेक्ट्रोलाइट है जिसका परीक्षण वैज्ञानिकों द्वारा किया गया है जिन्होंने इसे कच्चे माल से एक कार्यशील प्रोटोटाइप में ले लिया है।

इसमें एक स्थायी ऊर्जा भंडारण समाधान होने की क्षमता है क्योंकि ठोस-राज्य बैटरियां पारंपरिक तरल या जेल जैसी लिथियम की तुलना में अधिक सुरक्षित हैं।

निकट भविष्य में, तेज चार्जिंग वाली सॉलिड-स्टेट लिथियम बैटरियां हजारों चार्ज चक्रों के साथ और भी अधिक ऊर्जा-सघन होने का वादा करती हैं।

यह AI किस प्रकार भिन्न है?

जिस तरह से यह तकनीक काम करती है वह एक नए प्रकार के एआई का उपयोग करके है जिसे माइक्रोसॉफ्ट ने बनाया है, आणविक डेटा पर प्रशिक्षित किया गया है जो वास्तव में रसायन शास्त्र का पता लगा सकता है।

"यह एआई पूरी तरह से वैज्ञानिक सामग्रियों, डेटाबेस और गुणों पर आधारित है," श्री ज़ेंडर ने समझाया।
"वैज्ञानिक खोज के लिए उपयोग करने के लिए डेटा बहुत भरोसेमंद है।"

सॉफ़्टवेयर द्वारा 18 उम्मीदवारों को सीमित करने के बाद, पीएनएनएल के बैटरी विशेषज्ञों ने उन्हें देखा और प्रयोगशाला में काम करने के लिए अंतिम पदार्थ चुना।

पीएनएनएल के कार्ल मुलर ने कहा कि माइक्रोसॉफ्ट की एआई अंतर्दृष्टि ने उन्हें सामान्य कामकाजी परिस्थितियों की तुलना में "संभावित रूप से बहुत तेजी से उपयोगी क्षेत्र" की ओर इशारा किया।

"[हम] इस नई सामग्री की रासायनिक संरचना को संशोधित, परीक्षण और ट्यून कर सकते हैं और एक कार्यशील बैटरी के लिए इसकी तकनीकी व्यवहार्यता का त्वरित मूल्यांकन कर सकते हैं, जो नवाचार चक्र में तेजी लाने के लिए उन्नत एआई का वादा दिखाता है," उन्होंने कहा।