Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего с помощью суперкомпьютера Expanse и искусственного интеллекта существенно улучшили материал катода для натрий-ионных батарей. Небольшие добавки лития и титана позволили значительно повысить энергоёмкость и стабильность материала даже при повышенном напряжении.
Натрий-ионные батареи считаются перспективной и более дешёвой альтернативой литий-ионным, особенно для крупных систем хранения энергии на солнечных и ветровых электростанциях. Однако до сих пор они уступали по производительности и быстрее деградировали при высоком напряжении.
Исследователи под руководством профессора Ширли Менг модифицировали существующий катодный материал, добавив небольшие количества лития и титана. В лабораторных тестах улучшенный катод показал заметно большую ёмкость и сохранял большую часть своей ёмкости после многих циклов заряд-разряд даже в жёстких высоковольтных условиях.
Чтобы понять, почему такие небольшие изменения дают такой сильный эффект, команда провела масштабные атомистические симуляции на суперкомпьютере Expanse с использованием моделей ИИ, называемых foundation potentials. Расчёты показали, что литий и титан улучшают подвижность ионов натрия и предотвращают разрушение кристаллической структуры при многократных циклах.
Технология может ускорить создание более дешёвых и долговечных систем хранения энергии для возобновляемых источников. Работа опубликована в журнале Advanced Energy Materials.
