AI ช่วย Microsoft และ IBM ค้นพบ ‘แบตเตอรี่แห่งอนาคต’ ย่นเวลาการวิจัยแบตเตอรี่จากสิบปี เหลือเพียงไม่กี่สัปดาห์

ล่าสุด Microsoft และ IBM ต่างกำลังใช้พลังของ AI และการประมวลผลขั้นสูงเพื่อเร่งกระบวนการค้นพบวัสดุสำหรับแบตเตอรี่แห่งยุคถัดไป ซึ่งไม่เพียงแต่จะลดการพึ่งพาทรัพยากรหายากอย่างลิเธียม แต่ยังปูทางไปสู่แบตเตอรี่ที่ปลอดภัยและทรงพลังกว่าที่เคยมีมา

AI ย่นระยะเวลาวิจัยจาก 'ทศวรรษ' สู่ 'สัปดาห์'

ในความร่วมมือระหว่าง Microsoft และ Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ นักวิจัยได้ใช้แพลตฟอร์ม ‘Azure Quantum Elements’ ที่ขับเคลื่อนด้วย AI เพื่อทำในสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้มาก่อน นั่นคือการคัดกรองสารประกอบอนินทรีย์กว่า 32 ล้านชนิด เพื่อค้นหาวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทำ ‘อิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตต’ (Solid-state Electrolyte)

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่ง โมเดล AI ที่ชื่อว่า 'M3GNet' สามารถวิเคราะห์และจำลองคุณสมบัติของสารประกอบต่างๆ จนลดจำนวนตัวเลือกมหาศาลลงเหลือเพียง 18 ชนิดที่มีศักยภาพสูงสุดได้ภายในเวลาแค่ 80 ชั่วโมง ซึ่งเป็นภารกิจที่หากใช้วิธีการทดลองแบบดั้งเดิมอาจต้องใช้เวลานานนับสิบปี การค้นพบนี้ได้นำไปสู่การสังเคราะห์วัสดุชนิดใหม่ NaxLi3−xYCl6 ที่มีส่วนผสมของทั้งโซเดียมและลิเธียม ซึ่งอาจลดการใช้ลิเธียมลงได้ถึง 70% เลยทีเดียว

ปลดล็อกศักยภาพแบตเตอรี่โซลิดสเตต

การค้นพบครั้งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตซึ่งเป็นที่จับตามองในฐานะเทคโนโลยีที่จะมาแทนที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบัน แบตเตอรี่ชนิดนี้ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งแทนของเหลวที่ติดไฟได้ ทำให้มีความปลอดภัยสูงกว่ามาก และยังมีศักยภาพในการอัดแน่นพลังงานได้มากกว่าเดิม เหมาะสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต ความท้าทายในอดีตคือการหาวัสดุที่เหมาะสม แต่ด้วย AI กระบวนการที่เคยซับซ้อนและใช้เวลานานก็กลับกลายเป็นเรื่องที่ทำได้รวดเร็วขึ้น

IBM กับ Digital Twins 

ไม่ใช่แค่ Microsoft เท่านั้นที่เห็นศักยภาพนี้ ฝั่ง IBM Research ก็กำลังใช้โมเดล AI ที่ผ่านการเรียนรู้จากโมเลกุลนับพันล้านชนิดเพื่อค้นหาสูตรอิเล็กโทรไลต์ที่สมบูรณ์แบบ ยิ่งไปกว่านั้น IBM ยังใช้เทคโนโลยี 'Digital Twins' เพื่อสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สามารถคาดการณ์การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ตลอดการชาร์จหลายพันรอบได้ในเวลาอันสั้น ช่วยให้นักวิจัยและผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าสามารถออกแบบแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานและมีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้

ทั้งสองบริษัทต่างจับจ้องไปยังเทคโนโลยีขั้นกว่าอย่าง 'Quantum Computing' ซึ่งมีศักยภาพในการจำลองพฤติกรรมของอะตอมและโมเลกุลได้อย่างแม่นยำ นี่อาจเป็นกุญแจสำคัญที่จะไขความลับของวัสดุศาสตร์และปลดล็อกนวัตกรรมแบตเตอรี่รูปแบบใหม่ๆ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ หรือ โซเดียม-ไอออน ได้ในอนาคตอันใกล้นี้

ที่มา: Techspot