Современные методы машинного обучения и высокопроизводительного виртуального скрининга ускоряют поиск оптимальных молекул
Исследователи из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) опубликовали обзор в журнале Progress in Materials Science, в котором предложили заменить редкие и дорогие металлы в аккумуляторах на доступные органические соединения, такие как нафталин и антрацен. Это позволит снизить зависимость от импортного сырья и уменьшить углеродный след производства.
Как пояснили учёные, полициклические ароматические углеводороды обладают уникальными электронными свойствами, что делает их перспективными для хранения энергии. В отличие от графита, молекулы углеводородов можно настраивать под конкретные задачи, что открывает путь к созданию аккумуляторов с возобновляемым сырьём.
Учёные также проанализировали использование углеводородов для предварительной металлизации электродов, что решает проблему первых циклов работы батареи. Современные методы машинного обучения ускоряют поиск оптимальных молекул, так как химическое пространство полициклических ароматических углеводородов насчитывает миллионы возможных структур.
Первый автор работы Илья Чепкасов отметил:
Мы показали, что обычные ароматические соединения, такие как нафталин или антрацен, способны работать не хуже, а в некоторых случаях и лучше дорогих синтетических материалов. Их главное преимущество — это возможность точной настройки электрохимических свойств с помощью введения атомов других элементов или функциональных групп. Это открывает путь к созданию аккумуляторов, в которых ключевые компоненты будут синтезироваться из возобновляемого сырья.
Руководитель исследования Александр Квашнин подчеркнул, что сейчас машинное обучение повсеместно используют при создании аккумуляторов и за последние пару лет из экспериментального метода оно превратилось в обычный рабочий инструмент.