Wetenschappers gebruiken kunstmatige intelligentie om veelbelovende, duurzame batterijmaterialen te ontdekken die het tijdperk van lithium-ion kunnen doen kantelen.
Een doorbraak in batterijtechnologie dankzij AI
Onderzoekers van de New Jersey Institute of Technology (NJIT) hebben samen met internationale partners een revolutionaire methode ontwikkeld waarbij kunstmatige intelligentie wordt ingezet om nieuwe, duurzame batterijmaterialen te ontdekken. In plaats van de vertrouwde lithium-ion batterij richt het onderzoek zich op multivalente alternatieven zoals magnesium, calcium, zink en aluminium — elementen die goedkoper, overvloediger en milieuvriendelijker zijn.
De sleutel tot deze ontdekking is een AI-gedreven zoektool die razendsnel miljoenen chemische combinaties kan doorzoeken. Hierdoor kan men in een fractie van de tijd materialen vinden die niet alleen efficiënter zijn, maar ook veiliger en duurzamer.
Waarom lithium-ion zijn houdbaarheidsdatum nadert
Lithium-ion batterijen vormen al decennia de standaard in smartphones, laptops, elektrische auto’s en andere mobiele apparaten. Maar deze technologie staat steeds meer onder druk. De winning van lithium is milieubelastend, geopolitiek gevoelig en kostbaar. Bovendien zijn er zorgen over de veiligheid, met incidenten rond oververhitting en brandgevaar als gevolg.
De wetenschappelijke gemeenschap zoekt dan ook naar alternatieven. Multivalente batterijen, die ionen met meerdere ladingen gebruiken, bieden theoretisch een hogere energiedichtheid en betere opslagcapaciteit — mits de juiste materialen worden gevonden.
AI als ontdekkingsreiziger in de chemische ruimte
De zoektocht naar geschikte materialen voor multivalente batterijen is complex. Het aantal mogelijke combinaties in de chemische ruimte is duizelingwekkend groot. Hier komt AI in beeld. De onderzoekers trainden een neuraal netwerk op meer dan 30.000 bekende kristalstructuren en pasten vervolgens geavanceerde algoritmes toe om miljoenen varianten te screenen op stabiliteit, geleidbaarheid en energiecapaciteit.
Het resultaat? Meer dan 300 veelbelovende kandidaten voor batterijtoepassingen, waarvan sommige volledig nieuw zijn in de literatuur.
Internationale samenwerking versnelt innovatie
Het project is een samenwerking tussen NJIT, het National Renewable Energy Laboratory, de University of Illinois Chicago en het Franse Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille. Door krachten te bundelen en data openlijk te delen, willen de onderzoekers het innovatieproces versnellen. De geselecteerde materialen zullen nu verder experimenteel getest worden in het lab om hun praktische toepasbaarheid te bevestigen.
Een duurzame batterijtoekomst binnen handbereik?
De implicaties van deze ontdekking reiken ver. Als zelfs een klein deel van de voorspelde materialen effectief blijkt, kan dat de deur openen naar batterijen die niet alleen krachtiger en veiliger zijn, maar ook gebaseerd op lokaal beschikbare grondstoffen. Denk aan zink- of magnesiumbatterijen die goedkoper zijn en beter presteren dan hun lithium-tegenhangers.
Hoewel commerciële toepassingen nog jaren kunnen duren, vormt deze AI-gestuurde aanpak een nieuw hoofdstuk in materiaalwetenschap. Het illustreert hoe kunstmatige intelligentie niet alleen efficiënter kan zoeken, maar ook werkelijk baanbrekende innovaties mogelijk maakt.
Van smartphones tot het elektriciteitsnet
De toepassingen zijn enorm: van smartphones met langere batterijduur tot elektrische voertuigen die sneller opladen en langer rijden. Ook energieopslag op grote schaal — cruciaal voor een toekomst met hernieuwbare energie — kan dankzij deze doorbraak realistischer en duurzamer worden.
De batterijrevolutie is misschien niet meer te stoppen. En deze keer is het kunstmatige intelligentie die het kompas in handen heeft.
AI speeds up discovery of 'new' materials as lithium-ion alternativesScientists used AI to identify new porous materials for multivalent-ion batteries, offering a sustainable alternative to lithium-ion tech. |
