Nieuwe methode opent mogelijk deuren voor superzuinige batterijen

Wetenschappers en ingenieurs bestuderen complexe atomaire interacties om zuinigere batterijen, condensatoren en andere apparaten te ontwikkelen. De eigenschappen van geavanceerde materialen, zoals die in batterijen of chips, worden namelijk op atomair niveau bepaald. Door dit goed te begrijpen, kunnen wetenschappers materialen ontwerpen die precies doen wat we willen.

Onmogelijk

De analyses die ze uitvoeren om deze atomaire interacties te doorgronden, vereisen echter een enorme rekenkracht. Huidige methoden zijn hier nog niet goed toe in staat. "Momenteel is het onbetaalbaar en er is geen supercomputer ter wereld die zo'n analyse kan uitvoeren", zegt Siddharth Deshpande, universitair docent aan de afdeling Chemische Technologie van de Universiteit van Rochester.

Nieuwe methode

Deshpande en zijn studenten hebben echter een nieuwe methode ontdekt door te kijken naar hoe gelijksoortig verschillende atoomstructuren zijn. Ze realiseerden zich namelijk dat ze slechts een heel klein deel (maximaal 2 procent) van de unieke combinaties van oppervlakte-interacties hoefden te analyseren om betrouwbare conclusies te trekken. Dit slimme inzicht hebben ze vertaald naar een algoritme, dat ze vervolgens beschreven in een studie gepubliceerd in Chemical Science.

Dit algoritme gebruikten ze vervolgens om voor het eerst de complexiteit van een defect metaaloppervlak te analyseren en hoe dit de koolmonoxide-oxidatiereactie beïnvloedt. Dit inzicht kan in de toekomst helpen bij het verminderen van energieverliezen in alcoholbrandstofcellen.

Uiteindelijk is het de bedoeling om machine learning en kunstmatige intelligentie te integreren in het onderzoeksproces. Deze nieuwe methode vormt hiervoor de basis, vertelt Deshpande, wat kan leiden tot betere batterijen en andere apparaten.

Altijd op de hoogte zijn van de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van batterijen en andere baanbrekende technologieën? Download nu de app en schrijf je in voor onze nieuwsbrief!