С помощью искусственного интеллекта (ИИ) удалось создать углеродный материал, который сохраняет вчетверо больше энергии, чем коммерческие суперконденсаторы
Концептуальное изображение машинного обучения, которое находит идеальный материал для емкостного хранения энергии. Фото: ornl.gov
Химики из Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработали материал с рекордной емкостью. Изготовленный из него суперконденсатор может хранить гораздо больше энергии, чем существующие аналоги.
Такой материал также подойдет для силовой электроники и вспомогательных источников питания, сообщается на сайте лаборатории.
Так, ученые построили модель ИИ и поставили ей четкую цель: разработать «материал мечты» для хранения энергии. Система предусмотрела, что наибольшая емкость угольного электрода составит 570 фарад на грамм, если углерод будет совместно легирован кислородом и азотом.
На основе этих рекомендаций исследователи синтезировали богатый кислородом углеродный каркас для хранения и транспортировки заряда. Уголь был активирован для создания большего количества пор и добавления функциональных химических групп в местах реакций окисления или восстановления.
Читайте также: Ученые нашли способ увеличить срок службы аккумуляторов в 10 раз
Обычно в промышленности используются активаторы, такие как гидроксид калия. Для их использования требуется высокая температура около 800°C, когда из материала вытесняется кислород. Химики разработали альтернативный процесс с использованием амида натрия.
Это вещество работает при более низкой температуре, около 600°C, и создает больше активных участков. Технологию производства ученых описали в статье в Nature Communications.
В результате разработок емкость полученного материала составила 611 фарад на грамм. Это вчетверо выше, чем у лучших материалов, используемых в доступных на рынке коммерческих суперконденсаторов.
При этом площадь поверхности нового материала была одной из самых высоких среди углеродсодержащих аналогов — более 4000 м2/г.
«Мы достигли предельных характеристик углеродных материалов. Без цели, поставленной машинным обучением, мы продолжали бы оптимизировать материалы методом проб и ошибок, не зная их пределов», — говорит Тао Ван, соавтор исследования из Окриджской национальной лаборатории Минэнергетики США.
Ранее мы писали, что американская компания New World Wind создала деревья из железа, которые производят электроэнергию. Фактически, это гибридная электростанция с микроветровой турбиной, стилизованная под дерево.
Имитируя листву, на конструкции установлены особые конусы, которые крутятся на ветру, и за счет вращения вырабатывают электричество. По желанию, владелец может оснастить дерево солнечными панелями, чтобы вырабатывалось больше электричества.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Создана компьютерная мышка с ChatGPT: что она может
Создан компьютер размером с горошину: что он умеет
Провайдеры внедрили новую технологию, при которой Интернет будет работать 3 дня без электричества
