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能源儲存是許多快速發(fā)展的可持續技術(shù)的重要組成部分，包括電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源發(fā)電。盡管鋰離子電池（LIB）主導著(zhù)當前的市場(chǎng)，但鋰是一種相對稀缺且昂貴的元素，給經(jīng)濟和供應的穩定性帶來(lái)了挑戰。因此，世界各地的研究人員正在試驗用更豐富的材料制成的新型電池。 鈉離子電池使用鈉離子作為能量載體，由于鈉含量豐富，安全性更高，成本可能更低，因此是鋰離子電池的一個(gè)有前景的替代品。特別是，含鈉的過(guò)渡金屬層狀氧化物（NaMeO2）是鈉離子電池正極的理想材料，具有卓越的能量密度和容量。然而，對于由幾種過(guò)渡金屬組成的多元素層狀氧化物，其可能的組合數量之多使得尋找最佳組合既復雜又耗時(shí)。即使過(guò)渡金屬的選擇和比例發(fā)生微小的變化，也會(huì )導致晶體形態(tài)的顯著(zhù)變化，從而影響電池的性能。 最近，由日本東京理科大學(xué)領(lǐng)導的一個(gè)研究小組在一項研究中利用機器學(xué)習來(lái)簡(jiǎn)化對有前途的NaMeO2成分的篩選。他們的研究成果最近在線(xiàn)發(fā)表在《材料化學(xué)雜志A》（Journal of Materials Chemistry A）上。 該團隊試圖自動(dòng)篩選各種O3型NaMeO2材料中的元素組成。為此，他們首先建立了一個(gè)數據庫，其中包括100個(gè)樣品，涵蓋了68種不同的成分。然后，研究人員使用該數據庫訓練了一個(gè)模型，該模型結合了幾種機器學(xué)習算法和貝葉斯優(yōu)化，以進(jìn)行有效的搜索。該模型的目標是了解工作電壓、容量保持（壽命）和能量密度等特性如何與NaMeO2層狀氧化物的組成相關(guān)，并預測實(shí)現這些特性所需的最佳元素比例。 使用機器學(xué)習來(lái)識別有前景的材料是材料科學(xué)中日益增長(cháng)的趨勢，因為它可以幫助科學(xué)家大大減少篩選新材料所需的實(shí)驗次數和時(shí)間。這項研究中提出的策略可以加速下一代電池的開(kāi)發(fā)，可能會(huì )徹底改變儲能技術(shù)。 《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com） |
