Le laboratoire du DOE et Microsoft découvrent un nouveau matériau de batterie dans le cadre d’une initiative de recherche sur le stockage d’énergie basée sur l’IA

Brief de plongée :

• Le laboratoire national du nord-ouest du Pacifique du ministère de l’Énergie s’est associé à Microsoft dans le but d’utiliser l’intelligence artificielle pour « accélérer la découverte scientifique », avec le stockage d’énergie comme cas de test, a déclaré le PNNL dans un communiqué de mardi.
• Alors que l’initiative démarre, les partenaires ont déjà annoncé la découverte d’un nouveau matériau de batterie, qui a été découvert « en quelques semaines, et non en quelques années », a déclaré Microsoft. Le matériau a jusqu’à présent été synthétisé avec succès et utilise beaucoup moins de lithium que les batteries existantes, bien que les chercheurs préviennent qu’il pourrait ne pas fonctionner à grande échelle.
• Le matériel a été trouvé à l’aide du service Azure Quantum Elements de Microsoft, qui combine l’IA avec le calcul haute performance traditionnel. Le service a réduit un champ de 32 millions de matériaux à 18 « prometteurs ». candidats en 80 heures, a déclaré Microsoft.

Aperçu de la plongée :

« Notre collaboration avec Microsoft vise à rendre l’IA accessible aux scientifiques. Nous voyons le potentiel de l’IA pour faire apparaître un matériau ou une approche inattendue ou non conventionnelle, mais qui mérite d’être étudiée », a déclaré Tony Peurrung, directeur adjoint pour la science et la technologie du PNNL. « Il s’agit d’une première étape dans ce qui promet d’être un voyage intéressant visant à accélérer le rythme des découvertes scientifiques. »

Le PNNL et Microsoft prévoient de travailler au cours des prochaines années « vers des avancées pionnières en matière de découverte scientifique et d’énergie durable », a déclaré le laboratoire, en se concentrant dans un premier temps sur l’utilisation de la chimie computationnelle et de la science des matériaux.

La découverte d’un nouveau matériau de batterie et la création d’une batterie fonctionnelle ont pris moins de neuf mois du début à la fin, a indiqué le PNNL. Des processus similaires prenaient auparavant plusieurs années. Le laboratoire travaille actuellement sur une optimisation supplémentaire pour rendre le composé compétitif par rapport aux références publiées et explore les autres propriétés fonctionnelles du nouveau matériau.

“Nous avons reconnu très tôt que la magie ici réside dans la vitesse de l’IA aidant à l’identification de matériaux prometteurs et dans notre capacité à mettre immédiatement ces idées en pratique en laboratoire”, a déclaré Brian Abrahamson, directeur numérique du PNNL.

Une approche traditionnelle de la science des matériaux aurait impliqué beaucoup plus de temps d’essais et d’erreurs, a déclaré Microsoft. L’IA a réussi à éliminer une grande partie de l’implication humaine laborieuse de ce processus.

Microsoft a déclaré avoir formé des systèmes d’IA pour évaluer tous les éléments réalisables et suggérer des combinaisons. L’IA a passé au crible 32 millions de candidats pour identifier les matériaux stables, puis a filtré davantage cette pile en fonction de sa réactivité et de son potentiel à conduire l’énergie.

« À chaque étape de la simulation où j’ai dû exécuter un calcul de chimie quantique, j’appelle plutôt le modèle d’apprentissage automatique. Je continue donc à bénéficier des informations et des observations détaillées issues de l’exécution de la simulation, mais la simulation peut être jusqu’à un demi-million de fois plus rapide », a déclaré Nathan Baker, chef de produit pour Azure Quantum Elements.

Le nouveau matériau est un électrolyte solide qui utilise du lithium, du sodium et quelques autres éléments, a déclaré Microsoft. Par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles, elle utilise jusqu’à 70 % de lithium en moins. Le matériau fait encore l’objet de recherches, de sorte que la signification scientifique réside moins dans le matériau lui-même que dans la rapidité avec laquelle il a été découvert, a déclaré Abrahamson.

Bien qu’Azure Quantum Elements ait le mot quantique dans son nom, le système n’implique pas encore de véritable informatique quantique. Cependant, Microsoft prédit que la chimie « sera probablement l’une des premières applications de l’informatique quantique » et a déclaré que le système est conçu « en vue d’une éventuelle informatique quantique ».

“Les deux organisations se concentrent sur l’exploitation de ce que l’IA fait de mieux – synthétiser des milliards de bits d’informations – plus que ce qu’un humain pourrait éventuellement absorber – et présenter rapidement des conclusions basées sur son analyse”, indique le communiqué du PNNL.