斯坦福大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)博士提名人Austin Sendek說：“電解質(zhì)在電池的正極和負(fù)極之間來回傳輸鋰離子。液體電解質(zhì)的價(jià)格便宜，離子的傳導(dǎo)作用也非常好，但如果發(fā)作電池過熱或因穿刺而短路時(shí)，可能導(dǎo)致起火。而固態(tài)電解質(zhì)的首要長(zhǎng)處就是安穩(wěn)，固態(tài)比有機(jī)溶劑更不容易發(fā)作迸裂或蒸發(fā)，并且也更鞏固，可以讓電池結(jié)構(gòu)更鞏固?！?
雖然經(jīng)過多年的試驗(yàn)室試驗(yàn)和過錯(cuò)，研究人員至今沒有找到一種在室溫下的表現(xiàn)像液體電解質(zhì)一樣的廉價(jià)固態(tài)資料。因而，研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用AI技能和機(jī)器學(xué)習(xí)的辦法，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中建構(gòu)可猜測(cè)模型。他們練習(xí)計(jì)算機(jī)算法來學(xué)習(xí)怎么依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)辨識(shí)好的和壞的化合物，就像臉部辨識(shí)算法學(xué)習(xí)在看到幾個(gè)比如之后就能辨識(shí)人臉一樣。
“現(xiàn)在約有成千上萬的已知含鋰化合物，其間絕大多數(shù)都未經(jīng)測(cè)驗(yàn)?！盨endek指出，“但是，其間有些可能是絕佳的導(dǎo)體。因而，我們開發(fā)了一個(gè)運(yùn)算模型，可以從我們現(xiàn)有的有限數(shù)據(jù)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后再讓我們從很多的資料資庫(kù)中挑選潛在的候選計(jì)劃——這種方式比現(xiàn)在的挑選辦法更快一百萬倍。”
為了樹立模型，Sendek花了兩年多的時(shí)間搜集一切關(guān)于含鋰固態(tài)化合物的科學(xué)資料。
斯坦福大學(xué)資料科學(xué)與工程助理教授Evan Reed說：“Austin搜集了一切有關(guān)這些資料的人類常識(shí)，以及許多測(cè)量和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)乃至可追溯到從幾十年前開端。他運(yùn)用這些常識(shí)發(fā)明了一個(gè)模型，可以猜測(cè)資料是否是一種杰出的電解質(zhì)。這種辦法可以挑選出全部的備選資料，以斷定最有發(fā)展前景的資料，以供后續(xù)的研究。”
該模型運(yùn)用幾項(xiàng)規(guī)范來挑選有發(fā)展?jié)摿Φ馁Y料，包括安穩(wěn)性、成本、富余度，以及其導(dǎo)電鋰離子和重新路由電子經(jīng)過電池電路的才能。這些備選資料是在資料在線數(shù)據(jù)庫(kù)‘Materials Project’上進(jìn)行挑選；‘Materials Project’是一個(gè)能讓科學(xué)家探究數(shù)千種資料的物理和化學(xué)特性的在線數(shù)據(jù)庫(kù)。
Sendek說：“我們挑選了超越12,000種含鋰化合物，終究得到了21種有發(fā)展?jié)摿Φ墓虘B(tài)電解質(zhì)。成果只需要花費(fèi)幾分鐘的時(shí)間進(jìn)行挑選，而絕大部份的時(shí)間基本上都花在搜集和策劃一切的數(shù)據(jù)，以及開發(fā)可定義模型猜測(cè)可信度的目標(biāo)?！?
研究人員終究計(jì)劃在試驗(yàn)室中測(cè)驗(yàn)21種資料，以斷定哪些資料最適合現(xiàn)實(shí)國(guó)際的條件。
“我們所采取的途徑有潛力解決許多種資料的問題，并進(jìn)步在這些范疇進(jìn)行研究投資的作用，”Reed并強(qiáng)調(diào)，“跟著全國(guó)際的數(shù)據(jù)量添加以及計(jì)算機(jī)繼續(xù)進(jìn)展，我們的立異才能將不斷呈指數(shù)級(jí)生長(zhǎng)。因而，無論是電池、燃料電池或其他任何東西，現(xiàn)在在這一范疇正是一個(gè)真實(shí)令人興奮的時(shí)間。
