Тасаввур кунед, ки як экстрасенс дар рӯзи таваллудатон ба волидонатон мегӯяд, ки шумо чанд сол зиндагӣ хоҳед кард. Таҷрибаи ба ин монанд барои химикҳои батарея, ки аз моделҳои нави ҳисоббарорӣ барои ҳисоб кардани мӯҳлати истифодаи батарея дар асоси як давраи додаҳои таҷрибавӣ истифода мебаранд, имконпазир аст.

Дар як таҳқиқоти нав, муҳаққиқони Лабораторияи миллии Аргонни Департаменти энергетикаи ИМА (DOE) барои пешгӯии мӯҳлати кори доираи васеи кимиёвии батареяҳо ба қудрати омӯзиши мошинӣ муроҷиат карданд. Бо истифода аз маълумоти таҷрибавӣ, ки дар Аргонн аз маҷмӯи 300 батарея, ки шаш кимиёвии гуногуни батареяро намояндагӣ мекунанд, ҷамъоварӣ шудаанд, олимон метавонанд дақиқ муайян кунанд, ки батареяҳои гуногун чӣ қадар вақт кор хоҳанд кард.

Муҳаққиқони Аргонн аз моделҳои омӯзиши мошинӣ барои пешгӯии мӯҳлати истифодаи батарея барои доираи васеи кимиёвии гуногун истифода бурданд. (Тасвир аз Shutterstock/Sealstep.)

Дар алгоритми омӯзиши мошинӣ, олимон барномаи компютериро меомӯзонанд, ки дар бораи маҷмӯи ибтидоии маълумот хулоса барорад ва сипас он чизеро, ки аз ин омӯзиш омӯхтааст, барои қабули қарорҳо дар бораи маҷмӯи дигари маълумот истифода барад.

Ноа Полсон, олими компютерии Аргонн, муаллифи ин таҳқиқот, гуфт: «Барои ҳар як намуди гуногуни истифодаи батарея, аз телефонҳои мобилӣ то мошинҳои барқӣ то нигоҳдории шабака, мӯҳлати кори батарея барои ҳар як истеъмолкунанда аҳамияти асосӣ дорад." "Зарурати аз нав истифода бурдани батарея ҳазорҳо маротиба то аз кор баромаданаш метавонад солҳо тӯл кашад; усули мо як навъ ошхонаи санҷиши ҳисоббарориро эҷод мекунад, ки дар он мо метавонем зуд муайян кунем, ки батареяҳои гуногун чӣ гуна кор хоҳанд кард."

Сюзан "Сью" Бабинек, электрохимики Аргонн, муаллифи дигари ин таҳқиқот, илова кард: "Айни замон, ягона роҳи арзёбии он, ки чӣ гуна иқтидори батарея коҳиш меёбад, ин аст, ки батареяро воқеан давр занем."

Ба гуфтаи Полсон, раванди муқаррар кардани мӯҳлати истифодаи батарея метавонад душвор бошад. «Воқеият ин аст, ки батареяҳо абадӣ кор намекунанд ва мӯҳлати истифодаи онҳо аз тарзи истифодаи мо, инчунин тарҳ ва таркиби химиявии онҳо вобаста аст», - гуфт ӯ. «То ҳол роҳи хубе барои фаҳмидани он ки батарея чӣ қадар вақт кор мекунад, вуҷуд надошт. Одамон мехоҳанд бидонанд, ки то он даме, ки маҷбур шаванд барои батареяи нав пул сарф кунанд, чӣ қадар вақт доранд».

Як ҷанбаи беназири ин таҳқиқот дар он аст, ки он ба корҳои васеи таҷрибавӣ, ки дар Аргонн дар бораи маводҳои гуногуни катоди батареяҳо, бахусус катоди патентшудаи никел-марганец-кобалт (NMC)-и Аргонн анҷом дода шудаанд, такя мекард. Полсон гуфт: "Мо батареяҳое доштем, ки химияҳои гуногунро ифода мекарданд, ки роҳҳои гуногуни вайроншавӣ ва нокомӣ доштанд." "Арзиши ин таҳқиқот дар он аст, ки он ба мо сигналҳоеро дод, ки хоси кори батареяҳои гуногун мебошанд."

Полсон гуфт, ки таҳқиқоти минбаъда дар ин самт метавонад ояндаи батареяҳои литий-ионро роҳнамоӣ кунад. "Яке аз корҳое, ки мо метавонем анҷом диҳем, ин омӯзонидани алгоритм оид ба химияи маълум ва пешгӯиҳо дар бораи химияи номаълум аст." "Асосан, ин алгоритм метавонад ба мо дар самти химияҳои нав ва беҳтаршуда, ки мӯҳлати хизмати дарозтарро пешниҳод мекунанд, кӯмак кунад."

Бо ин роҳ, Полсон бовар дорад, ки алгоритми омӯзиши мошинӣ метавонад таҳия ва санҷиши маводҳои батареяро суръат бахшад. «Фарз мекунем, ки шумо маводи нав доред ва онро чанд маротиба давр мезанед. Шумо метавонед аз алгоритми мо барои пешгӯии давомнокии он истифода баред ва сипас қарор қабул кунед, ки оё мехоҳед онро ба таври таҷрибавӣ давр занед ё не».

Бабинец илова кард: "Агар шумо муҳаққиқ дар лаборатория бошед, шумо метавонед дар муддати кӯтоҳтар маводҳои бештарро кашф ва озмоиш кунед, зеро шумо роҳи зудтари арзёбии онҳоро доред".

Мақолае, ки бар пояи таҳқиқот навишта шудааст, "Муҳандисии хусусиятҳо барои омӯзиши мошинӣ имкон дод, ки мӯҳлати кори батареяро барвақт пешгӯи кунад», дар нашри онлайни Journal of Power Sources аз 25 феврал нашр шуд.

Илова бар Полсон ва Бабинец, муаллифони дигари ин мақола Ҷозеф Кубали Аргонн, Логан Уорд, Саурабҳ Саксена ва Венкуан Луро дар бар мегиранд.

Ин таҳқиқот аз ҷониби гранти тадқиқот ва рушди лабораторияи Argonne (LDRD) маблағгузорӣ шудааст.