Met behulp van cloud computing en AI heeft Microsoft samen met een onderzoeksinstelling in een recordtempo materialen ontdekt die kunnen gebruikt worden voor een nieuwe generatie batterijtechnologie.
Microsoft en PNNL (Pacific Northwest National Laboratory, een onderzoeksinstelling van het Amerikaans ministerie van Energie in de staat Washington) zeggen dat ze met behulp van AI in slechts enkele weken een nieuw solid state electrolyt hebben ontdekt. Dat kan op termijn de basis vormen voor een nieuw type batterij die minder snel vuur vat, maar ook minder lithium nodig heeft dan de huidige lithium-ion batterijen.
Wat de ontdekking nog indrukwekkender maakt, is dat het om onderzoek met behulp van AI gaat, waardoor de mogelijk juiste samenstellingen in slechts weken in plaats van jaren kunnen worden gedefinieerd.
Concreet gaat het om materiaalstudie: elke mogelijke grondstof heeft eigenschappen en hoe die in omstandigheden of in combinatie met andere materialen reageren. Dat onderzoek is doorgaans zeer complex en lang, met een grote kans dat het niets oplevert. Daar brengt AI nu een stevige versnelling in.
Microsoft gebruikt hier Azure Quantum Elements (AQL), een cloudplatform specifiek voor chemie en materiaalstudie dat high performance computing met AI combineert. Zo worden virtueel verschillende eigenschappen van materialen afgetoetst en gecombineerd.
Van 32 miljoen naar 18
Dat zorgde in eerste instantie voor 32 miljoen mogelijke kandidaten, waarna PNNL met extra AI-filters zocht naar de stabiele exemplaren, goed voor nog steeds 500.000 mogelijkheden. Daarbij merken Microsoft en PNNL op dat AI snel kan werken, maar niet heel accuraat is. Maar met high performance computing kan een kleinere set van mogelijke kandidaten wel beter gefilterd worden.
Dat proces werd meermaals herhaald om te filteren op onder meer reactiviteit, geleiding enz… zo ging de selectie naar 800, vervolgens 150 en uiteindelijk 23 werkbare mogelijkheden. Van die 23 waren er al 5 bekend waardoor de onderzoeksinstelling 18 nieuwe onderzoekspistes kreeg.
Daarna hebben de wetenschappers van PNNL dat nog teruggebracht naar zes kandidaten die specifiek geschikt zijn voor batterijtechnologie, dit omdat de tools van Microsoft vooral breed focussen op chemie. Momenteel zijn de materialen gesynthetiseerd en zullen ze labotesten ondergaan, een zeer handmatig productieproces waarbij batterijen in verschillende vormen worden ontworpen.
Van jaren naar weken
In die nieuwe batterijen wordt zowel lithium als sodium (natrium, een van de onderdelen van zout) en andere elementen gebruikt. Maar het kan er voor zorgen dat een batterij tot 70 procent minder lithium moet bevatten.
In totaal kostte het Azure Quantum Elements tachtig uur voor dit onderzoek en duurde het hele project enkele weken. Zonder AI was dit een werk van meerdere jaren. Het bedrijf merkt ook op dat dit een voorbode is van wat mogelijk kan zijn met quantum computing.
Nog niet op grote schaal
Wel nuanceren de wetenschappers dat dit nog niet getest is op grote schaal. Dat is vaak ook een obstakel: tussen ontdekking en breed beschikbaar product zitten vaak enkele jaren, en een hoop risicofactoren.
In 2016 stelde Data News zich nog de vraag waar de zogenaamde ‘superbatterij’ bleef, jaren na dergelijke wetenschappelijke aankondigingen. Een van de verklaringen zit er in dat een ontdekking in een labo niet noodzakelijk commercieel interessant is, of dat sommige ontdekkingen simpelweg lastig op te schalen zijn tot een product dat wereldwijd kan worden ingezet.
Die risico’s zijn met AI niet volledig weg, maar het maakt de zoektocht naar mogelijk revolutionaire ontdekkingen wel een stuk sneller, waardoor de kans op nieuwe innovatie alleen maar groter wordt.
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier