न्यू जर्सी इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करके पाँच नए छिद्रयुक्त पदार्थों की खोज की है जो बैटरी तकनीक में क्रांति ला सकते हैं। ये पदार्थ मैग्नीशियम, कैल्शियम, एल्युमीनियम और जिंक जैसी प्रचुर धातुओं पर आधारित लिथियम-आयन बैटरियों का एक आशाजनक विकल्प प्रदान करते हैं।
सेल रिपोर्ट्स फिजिकल साइंस में प्रकाशित यह महत्वपूर्ण शोध, बहुसंयोजी-आयन बैटरियों को ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम पदार्थों की शीघ्र पहचान करने के लिए जनरेटिव एआई का उपयोग करके ऊर्जा भंडारण की एक गंभीर चुनौती का समाधान करता है। पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों के विपरीत, जिनमें एकल धनात्मक आवेश वाले आयन होते हैं, ये वैकल्पिक बैटरियाँ दो या तीन धनात्मक आवेश वाले आयनों का उपयोग करती हैं, जिससे वे संभावित रूप से अधिक ऊर्जा भंडारण कर सकती हैं।
प्रोफ़ेसर दिबाकर दत्ता के नेतृत्व में एनजेआईटी टीम ने एक क्रिस्टल डिफ्यूज़न वेरिएशनल ऑटोएनकोडर (सीडीवीएई) को एक सूक्ष्म रूप से ट्यून किए गए लार्ज लैंग्वेज मॉडल के साथ जोड़कर एक द्वि-एआई दृष्टिकोण विकसित किया। इस प्रणाली ने हज़ारों क्रिस्टल संरचनाओं का अन्वेषण किया—एक ऐसा कार्य जो पहले पारंपरिक प्रयोगशाला प्रयोगों के माध्यम से असंभव था।
दत्ता ने बताया, "सबसे बड़ी बाधाओं में से एक आशाजनक बैटरी रसायन विज्ञान की कमी नहीं थी—बल्कि लाखों पदार्थ संयोजनों का परीक्षण करने की पूर्ण असंभवता थी।" "हमने उस विशाल परिदृश्य को छानने और उन कुछ संरचनाओं को खोजने के लिए एक तेज़, व्यवस्थित तरीके के रूप में जनरेटिव एआई का सहारा लिया जो वास्तव में बहुसंयोजी बैटरियों को व्यावहारिक बना सकती थीं।"
ज्ञात क्रिस्टल संरचनाओं के विशाल डेटासेट पर प्रशिक्षित सीडीवीएई मॉडल ने विविध संरचनात्मक संभावनाओं वाले नए पदार्थों का प्रस्ताव रखा। इस बीच, एलएलएम ने ऊष्मागतिक स्थिरता के सबसे निकट पदार्थों की पहचान की, जो व्यावहारिक संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण हैं।
छिद्रयुक्त पदार्थों में सफलता
एआई-संचालित दृष्टिकोण ने पाँच पूरी तरह से नई छिद्रयुक्त संक्रमण धातु ऑक्साइड संरचनाओं का पता लगाया है जिनमें बड़े, खुले चैनल हैं जो भारी बहुसंयोजी आयनों को तेज़ी से और सुरक्षित रूप से स्थानांतरित करने के लिए आदर्श हैं। ये सामग्रियाँ एक मूलभूत चुनौती का समाधान करती हैं: बहुसंयोजी आयनों का बड़ा आकार और अधिक विद्युत आवेश उन्हें बैटरी सामग्रियों में कुशलतापूर्वक समायोजित करना कठिन बनाता है।
टीम ने क्वांटम यांत्रिक सिमुलेशन और स्थिरता परीक्षणों का उपयोग करके अपनी एआई-जनित संरचनाओं का सत्यापन किया, जिससे पुष्टि हुई कि इन सामग्रियों को प्रयोगात्मक रूप से संश्लेषित किया जा सकता है और वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए क्षमता रखते हैं।
व्यापक निहितार्थ
यह शोध केवल बैटरी नवाचार से कहीं अधिक का प्रतिनिधित्व करता है—यह इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर स्वच्छ ऊर्जा समाधानों तक, विभिन्न अनुप्रयोगों में उन्नत सामग्रियों की खोज के लिए एक तेज़, मापनीय विधि स्थापित करता है। यह दृष्टिकोण सामग्री खोज की पारंपरिक समय-सीमा को वर्षों से घटाकर घंटों में कर देता है।
इन उत्साहजनक परिणामों के साथ, दत्ता और उनके सहयोगी प्रायोगिक प्रयोगशालाओं के साथ मिलकर अपने कृत्रिम बुद्धिमत्ता-आधारित सामग्रियों का संश्लेषण और परीक्षण करने की योजना बना रहे हैं, जिससे व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य बहुसंयोजी-आयन बैटरियों की ओर अग्रसर होंगे। यह खोज ऐसे समय में सामने आई है जब उद्योग लिथियम आपूर्ति चुनौतियों और वर्तमान बैटरी तकनीक से जुड़ी पर्यावरणीय स्थिरता के मुद्दों को लेकर बढ़ती चिंताओं का सामना कर रहा है।
