Immaġina psikika tgħid lill-ġenituri tiegħek, fil-jum li twelidt, kemm se tgħix. Esperjenza simili hija possibbli għall-kimiċi tal-batteriji li qed jużaw mudelli komputazzjonali ġodda biex jikkalkulaw il-ħajja tal-batteriji bbażati fuq ċiklu wieħed biss ta’ dejta sperimentali.

Fi studju ġdid, riċerkaturi fil-Laboratorju Nazzjonali Argonne tad-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti (DOE) irrikorrew għall-qawwa tat-tagħlim awtomatiku biex ibassru l-ħajja ta’ firxa wiesgħa ta’ kimiċi differenti tal-batteriji. Bl-użu ta’ dejta sperimentali miġbura f’Argonne minn sett ta’ 300 batterija li jirrappreżentaw sitt kimiċi differenti tal-batteriji, ix-xjentisti jistgħu jiddeterminaw b’mod preċiż kemm se jkomplu jiċċiklaw batteriji differenti.

Riċerkaturi minn Argonne użaw mudelli ta' tagħlim awtomatiku biex jagħmlu tbassir tal-ħajja taċ-ċiklu tal-batterija għal firxa wiesgħa ta' kimiċi differenti. (Immaġni minn Shutterstock/Sealstep.)

F'algoritmu tat-tagħlim awtomatiku, ix-xjentisti jħarrġu programm tal-kompjuter biex jagħmel inferenzi fuq sett inizjali ta' dejta, u mbagħad jieħdu dak li tgħallem minn dak it-taħriġ biex jieħdu deċiżjonijiet fuq sett ieħor ta' dejta.

“Għal kull tip differenti ta’ applikazzjoni ta’ batterija, minn telefowns ċellulari għal vetturi elettriċi sal-ħażna fuq il-grilja, il-ħajja tal-batterija hija ta’ importanza fundamentali għal kull konsumatur,” qal ix-xjentist komputazzjonali ta’ Argonne Noah Paulson, awtur tal-istudju. “Li jkollok tiċċikla batterija eluf ta’ drabi sakemm tfalli jista’ jieħu snin; il-metodu tagħna joħloq tip ta’ kċina tat-test komputazzjonali fejn nistgħu nistabbilixxu malajr kif se jaħdmu batteriji differenti.”

“Bħalissa, l-uniku mod biex jiġi evalwat kif il-kapaċità f’batterija tonqos huwa li fil-fatt tiċċikla l-batterija,” żiedet l-elettrokimika ta’ Argonne Susan “Sue” Babinec, awtriċi oħra tal-istudju. “Huwa għali ħafna u jieħu ħafna żmien.”

Skont Paulson, il-proċess biex tiġi stabbilita l-ħajja tal-batterija jista’ jkun delikata. “Ir-realtà hi li l-batteriji ma jdumux għal dejjem, u kemm idumu jiddependi fuq il-mod kif nużawhom, kif ukoll id-disinn tagħhom u l-kimika tagħhom,” qal. “S’issa, ma kienx hemm mod tajjeb ħafna biex tkun taf kemm se ddum batterija. In-nies se jkunu jridu jkunu jafu kemm għandhom żmien sakemm ikollhom jonfqu l-flus fuq batterija ġdida.”

Aspett uniku wieħed tal-istudju huwa li dan iddependa fuq xogħol sperimentali estensiv li sar f'Argonne fuq varjetà ta' materjali tal-katodu tal-batteriji, speċjalment il-katodu bbażat fuq in-nikil-manganiż-kobalt (NMC) brevettat ta' Argonne. "Kellna batteriji li rrappreżentaw kimiċi differenti, li għandhom modi differenti kif jiddegradaw u jfallu," qal Paulson. "Il-valur ta' dan l-istudju huwa li tana sinjali li huma karatteristiċi ta' kif jaħdmu batteriji differenti."

Aktar studju f'dan il-qasam għandu l-potenzjal li jiggwida l-futur tal-batteriji tal-jone tal-litju, qal Paulson. ​“Waħda mill-affarijiet li nistgħu nagħmlu hija li nħarrġu l-algoritmu fuq kimika magħrufa u nġegħluh jagħmel tbassir fuq kimika mhux magħrufa,” qal. ​“Essenzjalment, l-algoritmu jista’ jgħinna nidderieġu lejn kimiċi ġodda u mtejba li joffru ħajja itwal.”

B'dan il-mod, Paulson jemmen li l-algoritmu tat-tagħlim awtomatiku jista' jaċċelera l-iżvilupp u l-ittestjar ta' materjali tal-batteriji. "Ejja ngħidu li għandek materjal ġdid, u tiċċiklah ftit drabi. Tista' tuża l-algoritmu tagħna biex tbassar il-lonġevità tiegħu, u mbagħad tieħu deċiżjonijiet dwar jekk tridx tkompli tiċċiklah b'mod sperimentali jew le."

“Jekk int riċerkatur f'laboratorju, tista' tiskopri u tittestja ħafna aktar materjali f'ħin iqsar għax għandek mod aktar mgħaġġel biex tevalwahom,” żied jgħid Babinec.

Dokument ibbażat fuq l-istudju,L-inġinerija tal-karatteristiċi għat-tagħlim awtomatiku ppermettiet tbassir bikri tal-ħajja tal-batterija", deher fl-edizzjoni online tal-25 ta' Frar tal-Journal of Power Sources.

Minbarra Paulson u Babinec, awturi oħra tad-dokument jinkludu lil Joseph Kubal ta' Argonne, Logan Ward, Saurabh Saxena u Wenquan Lu.

L-istudju kien iffinanzjat minn għotja ta' Riċerka u Żvilupp Diretti mil-Laboratorju Argonne (LDRD).