Abordagem de aprendizado de máquina abre portas para toda a classe de materiais de bateria de estado sólido, graças à contribuição da Duke University

Uma equipe de pesquisadores da Duke University fez uma descoberta inovadora que pode abrir caminho para uma nova geração de baterias de estado sólido e conversores termoelétricos mais eficientes. O objetivo de desenvolver novas tecnologias de armazenamento e distribuição de energia torna-se cada vez mais importante à medida que avançamos em direção a um futuro de energia renovável.

As baterias de íon-lítio, que usam eletrólitos líquidos, têm sido até agora a solução ideal, mas apresentam várias limitações, como baixa eficiência e riscos de incêndio e explosão. Para superar essas limitações, muitos pesquisadores estão trabalhando para desenvolver baterias de estado sólido com diferentes materiais. Uma classe de compostos chamada argrioditi, nomeado após um mineral de prata, é muito promissor. Esses compostos consistem em estruturas cristalinas específicas, com dois elementos formando uma estrutura estável e um terceiro elemento que pode Mover-se livremente dentro da obra.

A equipe de pesquisa estudou um argriodito específico composto de prata, estanho e selênio (Ag8SnSe6). Usando técnicas experimentais avançadas e aprendizado de máquina, eles revelaram os mecanismos atômicos que tornam essa classe de materiais tão atraente para baterias de estado sólido. Eles descobriram que a estrutura cristalina se flexiona continuamente, criando janelas e canais através dos quais os íons de prata podem se mover livremente. É como se a prata se comportasse como uma espécie de líquido em uma estrutura sólida. Esses resultados são pioneiros quando projetados em uma nova era de baterias de estado sólido mais seguras, eficientes e com maior densidade de energia. Por exemplo, os carros elétricos podem ser carregados mais rapidamente, durar mais e serem mais seguros com essas novas baterias.

A combinação vencedora do progresso científico: espectroscopia e aprendizado de máquina

A abordagem combinada de espectroscopia experimental avançada e aprendizado de máquina usada pelos pesquisadores foi fundamental para alcançar esses resultados. Este método fez progressos significativos na compreensão e simulação de materiais complexos, como argiroditas, em um curto espaço de tempo. Esta descoberta é apenas o começo de uma série de projetos para explorar ainda mais o potencial de argrioditas e outros compostos semelhantes. Os pesquisadores estão estudando diferentes combinações de elementos, incluindo um substituição de prata por lítio, o que pode ser particularmente interessante para baterias de carros elétricos. O caminho que a investigação científica está a seguir conduz cada vez mais a um futuro energético mais robusto e sustentável.