Ученые из Сколтеха представили масштабный обзор в авторитетном издании Progress in Materials Science, в котором обосновали целесообразность перехода на доступные органические соединения — к примеру, антрацен и нафталин — в качестве альтернативы дорогостоящим и дефицитным металлам, используемым в современных аккумуляторах. Такой подход призван минимизировать экологический ущерб от производства и существенно снизить зависимость от импорта сырьевых ресурсов.
Специалисты отмечают, что полициклические ароматические углеводороды обладают специфическими электронными характеристиками, обеспечивающими высокую эффективность при накоплении энергии. В отличие от традиционного графита, гибкость молекулярной структуры данных углеводородов позволяет проектировать функциональные материалы с заданными параметрами, прокладывая путь к созданию накопителей на базе возобновляемых органических ресурсов.
В исследовании также рассмотрены способы предварительной металлизации электродов с применением углеводородов, что эффективно устраняет изъяны, характерные для начальных циклов эксплуатации аккумуляторов. Использование передовых алгоритмов машинного обучения критически важно в этом процессе, так как колоссальное разнообразие возможных структур в химическом пространстве полициклических ароматических углеводородов требует автоматизации поиска оптимальных вариантов.
Илья Чепкасов, ведущий автор научной работы, пояснил:
«Нам удалось доказать, что классические ароматические соединения, такие как антрацен или нафталин, по своей функциональности не уступают дорогостоящим синтетическим аналогам, а иногда и превосходят их. Главный потенциал заключается в возможности прецизионной настройки их электрохимических свойств путем добавления функциональных групп или замещения атомов. Это открывает горизонты для производства батарей нового поколения из экологически возобновляемых компонентов».
Руководитель проекта Александр Квашнин добавил, что машинное обучение за последние несколько лет прочно утвердилось в качестве стандартного инструмента в энергетическом материаловедении, перейдя из категории экспериментальных подходов в разряд повседневной исследовательской практики.
Источник: iXBT
