人工智能（AI）可以加速尋找和測試新材料的進(jìn)程。近日，微軟的研究人員利用AI設(shè)計出一種新電池，大幅降低了對昂貴的礦物鋰的依賴。
一位研究人員正在測試人工智能設(shè)計的新材料電池。圖片來源：Dan DeLong for Microsoft
鋰離子電池為我們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多設(shè)備以及電動汽車提供動力。但是，鋰的價格十分昂貴，且開采鋰礦會破壞環(huán)境。而尋找這種關(guān)鍵金屬的替代品又十分耗時，需要研究人員在數(shù)年內(nèi)開發(fā)和測試數(shù)百萬種候選材料。
如今，利用AI技術(shù)，微軟的Nathan Baker和同事在幾個月內(nèi)就完成了這項龐大的任務(wù)。他們設(shè)計并制造出一種新型電池，對鋰的消耗量減少了70%。
研究人員基于2360萬種候選材料，通過調(diào)整現(xiàn)有電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)，將一些鋰原子換成其他元素。然后，他們又用AI算法剔除那些不穩(wěn)定的材料，以及那些在電池中化學(xué)反應(yīng)較弱的材料。研究人員還考慮了每種材料在電池工作時的表現(xiàn)。他們僅用幾天時間，就將候選材料名單減少至幾百個，其中一些材料以前從未被研究過。
“我不是材料科學(xué)家。”Baker說，“所以我打電話向一些從事大型電池研究的專家進(jìn)行咨詢。”
美國西北太平洋國家實驗室的Vijay Murugesan是接聽電話的科學(xué)家之一。他和同事提出了一些額外的AI篩選標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過多輪淘汰，Murugesan團隊最終從AI的建議中選擇了一種材料在實驗室中進(jìn)行合成。他們用這種材料制造了一個可以工作的電池，盡管與使用更多鋰的類似電池相比，它的導(dǎo)電性更低，不過電池功率足以點亮燈泡。
沒有參與該項目的美國麻省理工學(xué)院的Rafael Gómez Bombarelli說，該團隊使用AI來加速和增強物理學(xué)家?guī)资陙硪恢痹谧龅挠嬎悖@種方法未來仍可能遇到障礙。他表示，為尋找鋰替代品訓(xùn)練AI所需的數(shù)據(jù)往往很少，但針對電池組件以外的材料可能需要更復(fù)雜的元素組合方式。
