Un matériau découvert par l’IA pourrait réduire l’utilisation du lithium – BBC News

Une toute nouvelle substance, qui pourrait réduire l’utilisation du lithium dans les batteries, a été découverte grâce à l’intelligence artificielle (IA) et au calcul intensif.

Les découvertes ont été faites par Microsoft et le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), qui fait partie du département américain de l’Énergie.

Les scientifiques affirment que ce matériau pourrait potentiellement réduire la consommation de lithium jusqu’à 70 %.

Depuis sa découverte, ce nouveau matériau a été utilisé pour alimenter une ampoule.

Les chercheurs de Microsoft ont utilisé l’IA et les superordinateurs pour réduire 32 millions de matériaux inorganiques potentiels à 18 candidats prometteurs en moins d’une semaine – un processus de sélection qui aurait pu prendre plus de deux décennies en utilisant les méthodes de recherche traditionnelles en laboratoire.

Le processus depuis la création jusqu’au développement d’un prototype de batterie fonctionnel a pris moins de neuf mois.

Les deux organisations y sont parvenues en utilisant l’IA avancée et le calcul haute performance qui combinent un grand nombre d’ordinateurs pour résoudre des tâches scientifiques et mathématiques complexes.

Le vice-président exécutif de Microsoft, Jason Zander, a déclaré à la BBC que l’une des missions du géant de la technologie était de « compresser 250 années de découvertes scientifiques dans les 25 prochaines ».

« Et nous pensons qu’une technologie comme celle-ci nous aidera à y parvenir. Je pense que c’est ainsi que ce type de science sera réalisé à l’avenir », a-t-il déclaré.

Le lithium est souvent appelé « or blanc » en raison de sa valeur marchande et de sa couleur argentée. C’est l’un des composants clés des batteries rechargeables (batteries lithium-ion) qui alimentent tout, des véhicules électriques (VE) aux smartphones.

Alors que le besoin de métal augmente et que la demande de véhicules électriques augmente, le monde pourrait être confronté à une pénurie de ce matériau dès 2025, selon l’Agence internationale de l’énergie.

On s’attend également à ce que la demande de batteries lithium-ion soit multipliée par dix d’ici 2030, selon le ministère américain de l’Énergie, de sorte que les fabricants construisent constamment des usines de batteries pour suivre le rythme.

L’exploitation minière du lithium peut être controversée car son développement peut prendre plusieurs années et a un impact considérable sur l’environnement. L’extraction du métal nécessite de grandes quantités d’eau et d’énergie, et le processus peut laisser d’énormes cicatrices dans le paysage, ainsi que des déchets toxiques.

Le Dr Nuria Tapia-Ruiz, qui dirige une équipe de chercheurs sur les batteries au département de chimie de l’Imperial College de Londres, a déclaré que tout matériau contenant des quantités réduites de lithium et de bonnes capacités de stockage d’énergie est « le Saint Graal » dans l’industrie des batteries lithium-ion.

« L’IA et le calcul intensif deviendront des outils cruciaux pour les chercheurs sur les batteries dans les années à venir afin de les aider à prédire de nouveaux matériaux hautes performances », a-t-elle déclaré.

Mais le Dr Edward Brightman, maître de conférences en génie chimique à l’Université de Strathclyde, a déclaré que cette technologie devrait être « traitée avec un peu de prudence ».

« Cela pourrait donner des résultats erronés, ou des résultats qui semblent bons au début, et qui pourraient ensuite s’avérer être soit un matériau connu, soit un matériau qui ne peut pas être synthétisé en laboratoire », a-t-il déclaré.

Ce matériau dérivé de l’IA, qui s’appelle actuellement simplement N2116, est un électrolyte à l’état solide qui a été testé par des scientifiques qui l’ont fait passer d’une matière première à un prototype fonctionnel.

Il a le potentiel de devenir une solution de stockage d’énergie durable, car les batteries à semi-conducteurs sont plus sûres que le lithium liquide ou sous forme de gel traditionnel.

Dans un avenir proche, les batteries au lithium solide à charge plus rapide promettent d’être encore plus denses en énergie, avec des milliers de cycles de charge.

Cette technologie fonctionne grâce à l’utilisation d’un nouveau type d’IA créé par Microsoft, formé sur des données moléculaires qui peuvent réellement comprendre la chimie.

« Cette IA est entièrement basée sur des matériaux scientifiques, des bases de données et des propriétés », a expliqué M. Zander.

« Les données sont très fiables pour être utilisées à des fins de découverte scientifique. »

Une fois que le logiciel a sélectionné les 18 candidats, les experts en batteries du PNNL les ont ensuite examinés et ont choisi la substance finale sur laquelle travailler en laboratoire.

Karl Mueller du PNNL a déclaré que les connaissances de l’IA de Microsoft les ont dirigés « vers un territoire potentiellement fructueux beaucoup plus rapidement » que dans des conditions de travail normales.

« [We could] modifier, tester et ajuster la composition chimique de ce nouveau matériau et évaluer rapidement sa viabilité technique pour une batterie fonctionnelle, démontrant ainsi la promesse d’une IA avancée pour accélérer le cycle d’innovation », a-t-il déclaré.