Estudo de laboratório mapeia 28 receitas de cátodos para treinar IA

Vinte e oito. É o número de receitas de cátodos que uma equipa da Universidade de Surrey criou para descobrir qual a mistura que armazena mais energia numa bateria de iões de sódio e qual dura mais tempo.

O cátodo é o componente da bateria que ajuda a determinar quanta energia a bateria consegue armazenar e como se comporta ao longo do tempo. Os investigadores, liderados pelo doutor Daniel Commandeur, professor na Escola de Química e Engenharia Química, partiram de óxido de sódio e manganês. Substituíram parte do manganês por ferro, titânio e vanádio, em quantidades variáveis, e depois testaram cada composição em baterias de iões de sódio e compararam os resultados.

O padrão é útil, porque cada elemento puxa numa direção diferente. O ferro foi associado a uma maior capacidade de armazenamento de energia. O vanádio melhorou a estabilidade ao longo de sucessivos carregamentos e descargas. Pequenas quantidades de titânio melhoraram o desempenho a taxas mais elevadas, e algumas composições com titânio mantinham mais de 90 % da sua capacidade após 100 ciclos. Eden Marks, doutorando e coautor principal, afirmou que alterações relativamente pequenas na composição podem alterar o equilíbrio entre energia armazenada, velocidade de carregamento e longevidade.

A equipa desenvolveu ainda um método automatizado para analisar o grande volume de dados experimentais e usou-o para treinar um modelo de aprendizagem automática. Os autores são claros quanto aos limites: a biblioteca atual é demasiado pequena para previsões fiáveis. Alargá-la a uma gama muito mais vasta de materiais catódicos é o que poderá, um dia, permitir à IA identificar composições promissoras antes de serem fabricadas e testadas em laboratório.

Para os investigadores de baterias, o ganho seria uma pesquisa mais curta: em vez de testarem receitas uma a uma, poderiam perguntar a um modelo quais as misturas que merecem atenção em primeiro lugar. O argumento de Commandeur assenta tanto na oferta como no desempenho, já que o lítio é escasso e desigualmente distribuído, enquanto o sódio é muito mais abundante. No entanto, o estudo não indica data nem parceiro industrial, e estes resultados provêm de testes laboratoriais que ainda não foram reproduzidos à escala de produção.