في تطور علمي مثير قد يغيّر مستقبل الطاقة بالكامل، تمكن باحثون من معهد نيوجيرسي للتقنية من توظيف الذكاء الاصطناعي لاكتشاف بدائل واعدة وأكثر استدامة لبطاريات الليثيوم أيون، التي تواجه مشكلات معقدة تتعلق بسلاسل الإمداد والبيئة والجدوى الاقتصادية.
هذه الخطوة جاءت بعد سنوات من الاعتماد المكثف على بطاريات الليثيوم في البنية التحتية للطاقة حول العالم، لكنها بطاريات مكلفة ومحدودة الموارد، ما دفع العلماء إلى البحث عن خيارات أكثر وفرة وأقل ضررًا، وهنا ظهر الخيار الجديد، بطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ.
هذه البطاريات الجديدة تعتمد على عناصر متوفرة بكثرة مثل المغنيسيوم والكالسيوم والألمنيوم والزنك، ما يجعلها أقل تكلفة وأقل ضررًا بالبيئة، وفي الوقت نفسه، تمنح هذه العناصر قدرة أكبر على تخزين الطاقة بفضل شحناتها الكهربائية الأعلى، ما يجعلها خيارًا مثاليًا للتطبيقات المستقبلية التي تتطلب كفاءة عالية وسعة طاقة كبيرة.
لكن الطريق لم يكن سهلًا، فهذه الأيونات الكبيرة والمشحونة بقوة تواجه صعوبة في الحركة داخل المواد الصلبة، ما جعل تطوير هذا النوع من البطاريات أمرًا معقدًا طوال عقود، وهنا جاء تدخل الذكاء الاصطناعي ليقلب المعادلة.
فريق الباحثين بقيادة البروفيسور ديباكار داتا، ابتكر أسلوبًا ذكيًا مزدوجًا يعتمد على نموذجين متطورين من الذكاء الاصطناعي، الأول مخصص لتوليد هياكل بلورية جديدة بالكامل استنادًا إلى قاعدة بيانات ضخمة من المواد المعروفة، بينما الثاني مصمم لتقييم هذه الهياكل واختيار الأكثر استقرارًا وقابلية للتطبيق.
الجمع بين هذين النموذجين أتاح للباحثين غربلة آلاف المواد المحتملة بسرعة غير مسبوقة، ما وفر سنوات من العمل المخبري والاختبارات المعقدة، وفي نهاية المطاف، كشف الفريق عن خمسة هياكل جديدة تمامًا من أكاسيد الفلزات الانتقالية، تمتاز بوجود قنوات داخلية مفتوحة تسمح بمرور الأيونات بسهولة، وتحل بذلك واحدة من أبرز العقبات في طريق هذه التقنية.
ولم يكتف الفريق بهذا الحد، بل تأكد من صلاحية هذه المواد باستخدام محاكاة ميكانيكا الكم واختبارات متقدمة أثبتت أن هذه المواد ليست مجرد تصاميم نظرية، بل يمكن تصنيعها واستخدامها في الواقع.
البروفيسور داتا يرى أن هذه المنهجية لا تقتصر على البطاريات فقط، بل يمكن تطبيقها في مجالات واسعة مثل الإلكترونيات والطاقة النظيفة، مؤكدًا أن الاعتماد على الذكاء الاصطناعي في استكشاف المواد قد يغني عن الطرق التقليدية التي تعتمد على التجربة والخطأ.
الخطوة المقبلة ستكون بالتعاون مع مختبرات متخصصة لتجريب هذه المواد على أرض الواقع، واختبار فعاليتها وأدائها العملي، وهو ما قد يقرّب العالم أكثر من أي وقت مضى من اعتماد بطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ كمصدر أساسي لتخزين الطاقة.
