Eine bemerkenswerte Weiterentwicklung wurde tatsächlich durch Microsoft in Zusammenarbeit mit dem Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) erzielt, indem sie KI nutzten, um innovative feste Elektrolyte zu identifizieren. Diese Entwicklung könnte eine Wendepunkt in der Batterietechnologie darstellen, mit verringertem Risiko einer Entflammung und einer reduzierten Verwendung von Lithium.
Proben des neuen von der KI und den HPC-Tools von Microsoft entdeckten festen Elektrolyts. Feste Elektrolyte sind sicherer als flüssige Elektrolyte.
Foto von Dan DeLong für Microsoft.
Das Projekt startete mit der Analyse von 32 Millionen potenziellen Materialien. Dank KI und High-Performance-Computing (HPC) in der Cloud konnte diese Liste auf 23 vielversprechende Kandidaten reduziert werden, von denen 18 neuartig waren. Diese schnelle und präzise Methode steht im Kontrast zu den traditionellen, langwierigen und kostenintensiven Methoden. Tatsächlich war die KI in der Lage, dieses Ergebnis in nur 80 Stunden zu erzielen. Letztendlich hat der gesamte Prozess der Erstellung dieses Materials nur einige Wochen gedauert, während es traditionell mehrere Jahre gebraucht hätte!
Die KI konnte effizient nach verschiedenen Kriterien wie Reaktivität und Leitfähigkeit Materialien filtern. Nach der Analyse wurden schließlich sechs Materialien, die speziell für Batterien geeignet sind, ausgewählt. Dieser Fortschritt ist bedeutsam, denn obwohl Lithium-Ionen-Batterien weit verbreitet sind, haben sie umwelttechnische Auswirkungen. Für diese Batterien ist die Gewinnung von Lithium notwendig, die einen Prozess des Verdampfens von Solen und den Abbau von Hartgesteinsmineralien beinhaltet. Diese Operation ist nicht nur kostspielig, sondern auch schädlich für die Umwelt und wirft Fragen bezüglich der Nachhaltigkeit dieser Technologien auf. Zudem macht die geografisch begrenzte Lage der Lithiumvorkommen und die benötigte Zeit für den Verdampfungsprozess das Angebot anfällig für Schwankungen.
Die Forschungsarbeit von Microsoft und dem PNNL ist daher ein wichtiger Schritt hin zu nachhaltigeren Alternativen. Ihre Entdeckung könnte den Einsatz von Lithium um bis zu 70 % reduzieren, indem es teilweise durch Natrium ersetzt wird, ein reichlicher vorhandenes und einfacher zu gewinnendes Element. Allerdings bleibt die Leitfähigkeit von Batterien, die mit diesen neuen Materialien hergestellt werden, geringer als die von Batterien mit höherem Lithiumanteil.
Diese Entdeckungen befinden sich noch in einem frühen Stadium. Umfangreiche Tests sind noch nicht durchgeführt worden und viele Herausforderungen müssen noch überwunden werden, bevor eine kommerzielle Umsetzung erfolgen kann. Tatsächlich ist der Weg von einer Labor-Entdeckung zu einem kommerzialisierbaren Produkt komplex und ungewiss. Die Verwendung von KI in der Forschung beschleunigt jedoch den Entdeckungsprozess, wodurch die Wahrscheinlichkeit von bedeutenden Innovationen steigt.