Imajinatu psikiko bat zure gurasoei, jaio zinen egunean, zenbat biziko zinen esaten.Antzeko esperientzia bat posible da eredu konputazional berriak erabiltzen ari diren bateria-kimikarientzat bateriaren iraupena kalkulatzeko, datu esperimentalen ziklo bakar batean oinarrituta.

Ikerketa berri batean, AEBetako Energia Saileko (DOE) Argonne National Laboratory-ko ikertzaileek ikaskuntza automatikoaren ahalmenera jo dute bateriaren kimika desberdinen iraupena aurreikusteko.Argonne-n bildutako datu esperimentalak sei bateria-kimika ezberdin adierazten dituzten 300 bateria-multzo batetik erabilita, zientzialariek zehaztasunez zehaztu dezakete zenbat denbora iraungo duten bateria ezberdinek zikloka.

Argonne-ko ikertzaileek ikaskuntza automatikoko ereduak erabili dituzte baterien zikloaren iraupenari buruzko iragarpenak egiteko, kimika ezberdinetarako.(Shutterstock/Sealstep-en irudia.)

Ikaskuntza automatikoko algoritmo batean, zientzialariek programa informatiko bat entrenatzen dute hasierako datu-multzo batean inferentziak egiteko, eta, ondoren, prestakuntza horretatik ikasitakoa hartzen dute beste datu multzo bati buruzko erabakiak hartzeko.

"Bateriaren aplikazio mota bakoitzerako, telefono mugikorretik ibilgailu elektrikoetara sareko biltegiratzeraino, bateriaren iraupena funtsezkoa da kontsumitzaile guztientzat", esan du Noah Paulson Argonne zientzialari konputazionalak, ikerketaren egileak."Bateria bat milaka aldiz ibili behar izateak huts egin arte urteak behar izan ditzake;gure metodoak proba konputazionaleko sukalde moduko bat sortzen du, non bateria ezberdinek nola funtzionatuko duten azkar ezar dezakegun”.

"Oraintxe bertan, bateria baten ahalmena nola desagertzen den ebaluatzeko modu bakarra bateria benetan zikloa egitea da", gehitu du Susan Argonne elektrokimikariak "Sue" Babinec, ikerketaren beste egile batek."Oso garestia da eta denbora asko behar da".

Paulsonen arabera, bateriaren iraupena ezartzeko prozesua zaila izan daiteke."Errealitatea da bateriek ez dutela betiko irauten, eta zenbat irauten duten erabiltzen ditugun moduaren, baita diseinuaren eta kimikaren arabera ere", esan zuen."Orain arte, ez dago bateria batek zenbat iraungo duen jakiteko modu bikainik.Jendeak jakin nahi du zenbat denbora duen bateria berri batean dirua gastatu behar duen arte».

Azterketaren alderdi berezi bat da Argonnen egindako lan esperimental zabalean oinarritzen zela bateria-katodo-material ezberdinetan, batez ere Argonne-ren nikel-manganeso-kobalto (NMC) oinarritutako katodo patentatuan."Kimika desberdinak irudikatzen zituzten bateriak genituen, degradatu eta huts egingo zuten modu desberdinak dituztenak", esan zuen Paulsonek."Ikerketa honen balioa bateria ezberdinen funtzionamenduaren ezaugarriak diren seinaleak eman zigula da."

Arlo honetan gehiago aztertzeak litio-ioizko baterien etorkizuna gidatzeko ahalmena duela esan zuen Paulsonek."Egin gaitezkeen gauzetako bat da algoritmoa kimika ezagun batean trebatzea eta kimika ezezagun baten iragarpenak egitea", esan zuen."Funtsean, algoritmoak bizitza luzeagoa eskaintzen duten kimika berri eta hobetuen norabidea bideratzen lagun dezake."

Modu honetan, Paulsonek uste du ikaskuntza automatikoko algoritmoak bateriaren materialen garapena eta probak azkartu ditzakeela."Esan material berri bat duzula, eta zenbait aldiz bizikletaz egiten duzula.Gure algoritmoa erabil dezakezu haren iraupena iragartzeko, eta, ondoren, esperimentalki bizikletaz jarraitu nahi duzun ala ez erabakitzeko.

"Laborategi bateko ikertzailea bazara, askoz material gehiago aurkitu eta probatu ditzakezu denbora laburragoan, horiek ebaluatzeko modu azkarrago bat duzulako", gaineratu du Babinecek.

Ikerketan oinarritutako dokumentu bat, "Ikaskuntza automatikorako eginbideen ingeniaritzak bateriaren iraupenaren aurreikuspen goiztiarra ahalbidetu zuen", Journal of Power Sources aldizkariaren otsailaren 25eko sareko edizioan agertu zen.

Paulson eta Babinec-ez gain, artikuluko beste egile batzuk Argonneren Joseph Kubal, Logan Ward, Saurabh Saxena eta Wenquan Lu dira.

Azterketa Argonne Laborategiak Zuzendutako Ikerketa eta Garapena (LDRD) beka batek finantzatu zuen.