28 ricette di catodi agli ioni di sodio per addestrare l'IA

Ventotto. Tante sono le ricette di catodi che un team dell'Università del Surrey ha creato per capire quale miscela immagazzina più energia in una batteria agli ioni di sodio, e quale dura più a lungo.

Il catodo è il componente della batteria che contribuisce a determinare quanta energia la batteria può immagazzinare e quanto bene funziona nel tempo. I ricercatori, guidati dal dottor Daniel Commandeur, docente della School of Chemistry and Chemical Engineering, sono partiti dall'ossido di sodio e manganese. Hanno sostituito parte del manganese con ferro, titanio e vanadio, in quantità diverse, poi hanno testato ciascuna composizione in batterie agli ioni di sodio e confrontato i risultati.

Lo schema è utile perché ogni elemento spinge in una direzione diversa. Il ferro è risultato legato a una maggiore capacità di accumulo di energia. Il vanadio ha migliorato la stabilità durante le ricariche e scariche ripetute. Piccole quantità di titanio hanno migliorato le prestazioni a velocità più elevate, e alcune composizioni contenenti titanio hanno conservato più del 90% della loro capacità dopo 100 cicli. Eden Marks, dottorando e co-primo autore, ha spiegato che variazioni relativamente piccole nella composizione possono spostare l'equilibrio tra energia immagazzinata, velocità di carica e durata.

Il team ha inoltre messo a punto un metodo automatizzato per analizzare il grande volume di dati sperimentali e lo ha usato per addestrare un modello di machine learning. Gli autori sono chiari sui limiti: la libreria attuale è troppo piccola per previsioni affidabili. Ampliarla a una gamma molto più vasta di materiali per catodi è ciò che potrebbe permettere in futuro all'IA di individuare composizioni promettenti prima che vengano realizzate e testate in laboratorio.

Per i ricercatori del settore, il vantaggio sarebbe una ricerca più rapida: invece di testare le ricette una dopo l'altra, potrebbero chiedere a un modello quali miscele meritano attenzione per prime. L'argomentazione di Commandeur riguarda tanto l'approvvigionamento quanto le prestazioni, dato che il litio è scarso e distribuito in modo diseguale, mentre il sodio è molto più abbondante. Ma lo studio non indica né una data né un partner industriale, e questi risultati provengono da test di laboratorio che non sono ancora stati riprodotti su scala produttiva.