Công nghệ giống não bộ có thể giải quyết vấn đề nguy hiểm với xe điện

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Computational Materials, các nhà nghiên cứu, bao gồm nghiên cứu sinh từ Viện Skoltech và Viện AIRI, đã chứng minh cách mạng nơ-ron nhân tạo có thể đẩy nhanh đáng kể việc tìm kiếm các vật liệu điện phân thể rắn.

Phát hiện này có thể giải quyết một trong những rào cản lớn nhất trong thiết kế pin xe điện: tạo ra những viên pin an toàn hơn, bền hơn, chứa được nhiều điện năng hơn và giảm thiểu nguy cơ cháy nổ.

Nghiên cứu mới tìm ra giải pháp tiềm năng giúp giảm nguy cơ cháy nổ và kéo dài tuổi thọ pin xe điện.

Pin trạng thái rắn được kỳ vọng sẽ là thế hệ tiếp theo của pin lithium-ion dùng trong xe điện. Thay vì sử dụng chất điện giải lỏng dễ cháy, pin trạng thái rắn sử dụng vật liệu rắn như gốm hoặc các chất rắn khác để di chuyển ion lithium giữa các điện cực. Những vật liệu này mang lại độ ổn định cao hơn, giúp sạc nhanh hơn, tăng quãng đường di chuyển và cải thiện độ an toàn.

Tuy nhiên, hầu hết các chất điện giải rắn hiện nay chưa đáp ứng được tất cả các yêu cầu kỹ thuật cho xe điện thương mại. Các nhà nghiên cứu hiện đang sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo để dự đoán các vật liệu mới có độ dẫn ion cao với tốc độ vượt xa các phương pháp thử truyền thống.

"Chúng tôi đã chứng minh mạng nơ-ron đồ thị có thể xác định các vật liệu pin trạng thái rắn mới với độ dẫn ion cao và thực hiện điều này nhanh hơn hàng triệu lần so với các phương pháp hóa học lượng tử truyền thống. Học máy cho phép chúng tôi sàng lọc hàng chục nghìn vật liệu chỉ trong một khoảng thời gian ngắn", tác giả chính của nghiên cứu tại Skoltech, Artem Dembitskiy cho biết.

Phương pháp đổi mới này đã giúp nhóm nghiên cứu xác định được hai lớp phủ bảo vệ mới đầy triển vọng, có thể ổn định pin thế hệ tiếp theo và ngăn chặn các vụ ngắn mạch nguy hiểm.

Tiềm năng của pin trạng thái rắn rất đáng kể: Một số nhà sản xuất ô tô ước tính rằng chúng có thể cung cấp quãng đường di chuyển tăng tới 50% so với xe điện hiện nay, đồng thời giảm nguy cơ cháy nổ và kéo dài tuổi thọ pin. Điều này đồng nghĩa với chi phí bảo trì thấp hơn và ít phải thay pin hơn.

Nghiên cứu này tiếp nối những bước đột phá trước đó nhờ sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo trong công nghệ pin xe điện, thúc đẩy các cải tiến về pin trạng thái rắn, có thể giúp xe điện có tuổi thọ dài hơn một thập kỷ so với công nghệ pin hiện tại.

Kết hợp những chiếc xe điện hiệu suất cao này với hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà có thể tiết kiệm chi phí hơn nữa. Bằng cách sạc xe tại nhà bằng năng lượng mặt trời, người lái xe có thể giảm hóa đơn tiền điện và dễ dàng so sánh giá cả trên các trang web như EnergySage.

Mặc dù pin trạng thái rắn chưa sẵn sàng cho thị trường xe điện đại trà, nhưng các công cụ trí tuệ nhân tạo như thế này đang giúp chúng ta tiến gần hơn đến mục tiêu đó. Đột phá này có thể giúp các nhà sản xuất ô tô giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu không tái tạo, tạo ra một tương lai sạch hơn và tiết kiệm hơn cho người lái xe trên toàn thế giới.

Đức Bình