Durch künstliche Intelligenz (KI) wurde ein neues Material identifiziert, das die Menge des in Akkus verwendeten Lithiums drastisch reduzieren könnte. Früher hätten solche Entdeckungen Jahre gedauert, aber dank der rasant gestiegenen Computerleistung können sie heute innerhalb weniger Tage gefunden werden.
Das neue Material wurde vor kurzem in einem gemeinsamen Projekt von Microsoft und dem Pacific Northwest National Laboratory aufgespürt, bei dem KI und High-Performance Computing (HPC) zum Einsatz kamen. HPC ist eine Art Cloud-basiertes Computing, bei dem eine große Anzahl von Computern zur Lösung komplexer wissenschaftlicher und mathematischer Aufgaben eingesetzt wird.
KI als Entwicklungsturbo
Das System analysierte über 32 Millionen potenzielle anorganische Materialien und schaffte es innerhalb von nur 80 Stunden, diese auf 18 vielversprechende Kandidaten zu reduzieren, die für die Batterieentwicklung in Frage kommen. Entwicklungsingenieure testeten dann diese Kandidaten und entdeckten einen Elektrolyten, der besonders vielversprechend aussah.
Lithium-Ionen-Akkus werden sich zu einem unschätzbaren Werkzeug beim Übergang zu nachhaltiger Energie entwickeln. Angesichts ihrer wachsenden Bedeutung wird die Nachfrage nach Lithium nach Angaben des US-Energieministeriums bis zum Ende dieses Jahrzehnts voraussichtlich um das Fünf- bis Zehnfache steigen. Allerdings gibt es viele Hürden zu überwinden. Natürliche Lithiumvorkommen sind relativ rar, und der Abbau kann kostspielig sein, der Umwelt und den lokalen Gemeinschaften schaden und geopolitische Konflikte hervorrufen. Aus diesem Grund ist das Interesse hoch, Materialien zu finden, die als Ersatz verwendet werden können.
Das neu entdeckte Material ist ein Festkörperelektrolyt. Man ging davon aus, dass Natrium- und Lithiumionen aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften nicht zusammen in einem einzigen Festkörperelektrolytsystem verwendet werden können, aber das KI-System zeigte, dass ein solches Material möglich ist. Als die Forscher die Idee testeten, erwies sie sich als richtig. Da der Elektrolyt neben Lithium auch Natrium sowie einige andere Elemente verwendet, reduziert er die Menge des benötigten Lithiums um bis zu 70 Prozent. Die Forscher haben das Material inzwischen synthetisiert und für die Herstellung funktionsfähiger Prototypen verwendet. Jetzt werden diese Batterien ausgiebig getestet, um zu sehen, wie sie sich in der realen Welt bewähren.
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Bild: Dan DeLong / Microsoft
