Молекулярный конструктор батарей экспресс
Внутри любой батареи плещется жидкость-электролит, и от того, как в ней толпятся ионы, зависит, сколько энергии батарея отдаст и как долго проживёт. Раньше, чтобы заглянуть в эту толпу, приходилось либо ставить долгие опыты, либо запускать сверхточные расчёты, которые съедают недели компьютерного времени. Теперь появился третий путь: модель, которая учится на миллионах примеров и выдаёт картину почти мгновенно.
Авторы работы взяли две такие модели. Одну учили на неорганических кристаллах — она знает мир твёрдых тел. Вторую учили на наборе OMol25, где собраны десятки миллионов молекулярных конфигураций, включая те, что встречаются в электролитах. Оказалось, что «молекулярная» модель предсказывает плотность и рентгеновские структурные факторы заметно точнее, чем «кристаллическая».
Дальше модель показала, как сольватация меняется от состава: какой катион, какой анион, сколько соли, какая форма у молекулы растворителя. Например, у глимовых электролитов даже лёгкое изменение топологии растворителя заметно перестраивает ионные корреляции. Такая чувствительность к деталям раньше ускользала от грубых моделей.
Теперь инженеры могут перебирать составы электролитов на компьютере, как детали конструктора, и лишь лучшие варианты проверять в лаборатории. Это ускоряет поиск безопасных и ёмких натриевых батарей — а натрий куда доступнее лития.
Натрий — шестой по распространённости элемент в земной коре, его можно добывать из обычной поваренной соли, поэтому натриевые батареи потенциально дешевле литиевых.