تشهد الطلب العالمي على بطاريات الليثيوم أيون زيادة هائلة، ولكن ذلك مصاحبًا لارتفاع التكاليف ونضوب المواد. كان التنبؤ بأداء وتدهور بطاريات الليثيوم أيون تحديًا مستمرًا نظرًا لتعقيد النظام الكهروكيميائي داخل الخلية، والذي يعتمد على كيمياء الخلية، ودرجة الحرارة، ومعدل الدورة، ونوافذ الجهد التشغيلي، وكذلك التصميم الفيزيائي. حتى الآن، الطريقة الوحيدة لتحديد عمر دورة البطارية هي من خلال إجراء اختبارات واقعية شاملة في الوقت الحقيقي. من مساوئ هذا المسار تتضمن سرعة التطور في مجال الابتكار التي تجاوزت الآن كيميات وتصميمات البطاريات المختبرة، مما يجعلها قديمة.
تم الإعلان مؤخرًا عن تعاون بين NOVONIX وشركة SandboxAQ المشتقة من Alphabet باستخدام برنامج محاكاة الكيمياء الذي يعتمد على الذكاء الاصطناعي الخاص بـ SandboxAQ وتقنية Ultra-High Precision Coulometry (UHPC) التي تمتلكها NOVONIX. تعزز القدرات المحسّنة للبيانات والتحليلات في هذا التعاون معدات اختبار UHPC لدى NOVONIX، وأعمال البحث وتصميم النماذج التجريبية، وخدمات الاختبار لتوفير معلومات قابلة للتنفيذ بشكل أسرع. ستساعد التنبؤ بدقة بعمر الخلية باستخدام اختبار UHPC قصير الأجل وذو المخرجات العالية مع النماذج المتقدمة للذكاء الاصطناعي في تسريع عمليات الابتكار لكيميات البطاريات الجديدة.
يعد هذا التعاون هو الخطوة الأولى لشركة SandboxAQ في مجال علوم المواد المدعومة بالكمبيوتر الكمّي. ووفقًا لآنج شياو، المدير الفني لاكتشاف تطبيقات AQ في SandboxAQ، “إن القدرة على إنشاء نماذج رقمية للمركبات الكيميائية ومحاكاة ومراقبة تفاعلاتها وخصائصها الكيميائية على المستوى الجزيئي تخلق فرصًا هائلة للعلماء والباحثين لإنشاء مواد جيل جديدة للاستخدام في مجموعة واسعة من الصناعات والحالات الاستخدامية”.
شرح شياو أن “SandboxAQ لديها سجل حافل في تطوير استراتيجيات فعّالة لتوسيع محاكاة الكيمياء الكمّية باستخدام أدوات مثل الجبر الخطي بمقياس كبير مع وحدات معالجة الإشارات الرقمية (TPUs) ونتائج الدراسات النظرية بمقياس كبير وطريقة Post-Hartree-Fock تسمى DMRG، والتي تم توسيعها إلى حجم غير مسبوق. توفر هذه الأدوات أساسًا لمجموعة من الحلول التي تجمع بين دقة الحسابات الكمّية الميكانيكية مع سرعة وقوة الذكاء الاصطناعي، وتعمل على أجهزة الحوسبة الكلاسيكية”.
في حين أن الطلب العالمي على مركبات الكهرباء القابلة لإعادة الشحن (EVs) يشهد نموًا هائلًا، إلا أن بنية الشحن لم تلحق بالتطور. تحتاج شركات تصنيع مركبات الكهرباء القابلة لإعادة الشحن إلى بطاريات تكون ذات عمر أطول وأكثر قوة وكفاءة ومتانة وخفة، مما يعزز من توفير مركبات أكثر ودية للسائقين للاستخدام الاستهلاكي والتجاري.
قال شياو: “الطلب في صناعة الإلكترونيات على بطاريات صغيرة وأكثر قوة وتحملًا وصديقة للبيئة وذات عمر أطول للاستخدام في الهواتف المحمولة والأجهزة الإلكترونية المحمولة وأجهزة الإنترنت من الأشياء (IoT) مذهل”. “ستساعد التقدمات في علم المواد شركات تصنيع البطاريات على تحسين تركيباتها الكيميائية لزيادة القدرة والعمر الافتراضي والأداء. ستساعدهم في تصميم بطاريات أصغر حجمًا وتحديد أو إنشاء مواد جديدة لتقليل اعتمادهم على الكوبالت أو الليثيوم، التي تتوفر بكميات محدودة وصعبة الاستخراج أو الحصول عليها”.
من المتوقع أن تحول تقنيات النمذجة التنبؤية لشركة SandboxAQ وخبرة NOVONIX الرائدة في الصناعة قدرة صناعة البطاريات على اتخاذ قرارات مستنيرة حول التركيبات الكيميائية والعمليات والخلايا والتكنولوجيات في كل مرحلة من مراحل البحث والتصنيع. تتوقع الشركتان أن يتم استخدام هذه النماذج لإنتاج منتجات وخدمات البيانات في أقرب وقت ممكن، بدءًا من النصف الأول من عام 2024. يمكن العثور على بيان صحفي يحتوي على معلومات إضافية هنا.
Leave a Reply