Quand l'IA de Microsoft con�oit les batteries du futur...
12/01/2024
La science est un processus qui prend du temps. D'une id�e � l'exploration du corpus de recherche existant sur le sujet et � la collecte de toutes les ressources n�cessaires aux tests, les processus de recherche peuvent s'�tendre sur plusieurs ann�es ou d�cennies. Mais avec les avanc�es r�volutionnaires dans le domaine de l'intelligence artificielle et le cloud computing des domaines cruciaux tels que la fabrication de batteries pour v�hicules �lectriques pourraient faire des bonds de g�ant en quelques ann�es seulement...
Microsoft a ainsi racont� la fa�on dont son syst�me Azure Quantum Elements (AQE), une plate-forme combinant des technologies de calcul haute performance (HPC) et d'IA, a aid� le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du d�partement am�ricain de l'�nergie � identifier un nouveau m�lange de mat�riaux avec le potentiel de r�duction de la quantit� de lithium contenue dans les batteries actuelles.
Le lithium est un mat�riau relativement rare, co�teux et polluant � exploiter. Les batteries qui en sont compos�es ont cependant encore l'avantage d'une forte densit� �nerg�tique mais sont aussi source d'incendies de v�hicules �lectriques l'ont clairement montr�.
R�duire l'utilisation du lithium dans les batteries est donc un enjeu important. Pour cette raison, le PNNL examine toutes les recherches publi�es sur les mat�riaux des batteries afin de formuler des hypoth�ses sur des approches alternatives. Cependant, lorsque le PNNL a d�cid� d'utiliser Azure pour �valuer tous les �l�ments qu'il pensait pouvoir fonctionner, il ne s'attendait sans doute � obtenir une proposition de quelques 32 millions de mat�riaux inorganiques potentiels par l'algorithme !
Il a donc �t� demand� au syst�me d'�liminer toutes les combinaisons instables, celles qui �taient trop r�actives et, enfin, filtrer les r�sultats selon leur potentiel � conduire l'�nergie. En fin de compte, le processus a r�duit la liste des compos�s chimiques potentiels de 32 millions � environ 500 000, pour la plupart de nouveaux mat�riaux stables, puis � 800.
� ce stade, l'�quipe du PNNL utiliserait traditionnellement le calcul haute performance, technologie plus pr�cise mais aussi plus lente que l'IA. Ils ont encore r�ussi � r�duire la liste des compositions chimiques potentielles des batteries � seulement 23, dont cinq �taient d�j� connues. Ce processus complet aurait pu prendre des semaines, mais avec Azure, l'�quipe l'a r�alis� en seulement 80 heures.
Sur la base de cette recherche, les scientifiques du PNNL ont synth�tis� un candidat prometteur qui incorpore � la fois du lithium et du sodium, ainsi que d'autres �l�ments. Selon Microsoft, le nouveau mat�riau r�duit l'utilisation de lithium d'environ 70 % par rapport aux batteries lithium-ion existantes en rempla�ant une partie du lithium par du sodium, �l�ment tr�s facilement disponible en grande quantit�.
� C'est important pour de nombreuses raisons �, a �crit le Dr Nathan Baker, chef de produit chez Azure Quantum Elements. � Les batteries � l'�tat solide sont consid�r�es comme plus s�res que les batteries au lithium liquide ou gel traditionnelles, et elles offrent une plus grande densit� �nerg�tique. Le lithium est d�j� relativement rare et donc cher. Son exploitation mini�re est probl�matique sur le plan environnemental et g�opolitique. La cr�ation d'une batterie susceptible de r�duire les besoins en lithium d'environ 70 % pourrait pr�senter d'�normes avantages en mati�re d'environnement, de s�curit� et �conomiques.
Cependant, Brian Abrahamson, responsable du num�rique au PNNL, a averti que le processus n'en est qu'� ses d�buts et que la chimie exacte est sujette � optimisation. Il est aussi possible que le m�lange ne fonctionne pas comme pr�vu lors de tests � plus grande �chelle.
N�anmoins, gr�ce � ces recherches, l'�quipe du PNNL �tudie d�sormais les moyens d'utiliser le sodium pour r�duire la quantit� de lithium dans les batteries. On ne sait pas encore si les r�sultats de cette recherche m�neront � de meilleurs v�hicules �lectriques, mais la rapidit� avec laquelle la technologie est amen�e � �voluer est vraiment impressionnante.
Dans un futur proche, Microsoft envisage que son IA pourra �tre entra�n�e � pr�dire le comportement des mat�riaux dans une batterie, permettant ainsi aux scientifiques de les tester virtuellement avant m�me de commencer leurs recherches et exp�rimentations.
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