日经中文网
NIKKEI——日本经济新闻中文版

  • 20xx 水曜日
  • 0708

  • 搜索
Home > 产业聚焦 > 科学/技术 > 脱碳大潮下另一场竞争:AI材料研发

脱碳大潮下另一场竞争:AI材料研发

2021/02/07

PRINT

脱碳经济

      到2050年实现温室气体净零排放的目标激起了各国的材料研发竞争。低价的光伏电池和蓄电池能够促进可再生能源的普及,要实现这种低价电池,必须开发出前所未有的材料。轻而结实的构造材料可以减轻汽车和飞机的重量,帮助其提高运行效率。研究人员试图利用人工智能(AI)技术来开发新材料。为了在短时间内实现创新,各国纷纷行动起来。

  

大阪大学试制出高分子光伏电池元件(日本大阪大学供图)

   

      日本大阪大学教授佐伯昭纪利用AI技术开发的新一代光伏电池使用了价格低廉的高分子材料。以论文中记载的1200种光伏电池为数据库,让AI学习了高分子材料的结构和反应光线的波长等特点。

 

      完成学习的AI发现了一种“规律”,可用来分析出光伏电池的发电效率与高分子材料特点之间的关系。根据高分子材料的结构,预测出光伏电池的发电效率为11.2%。实际制作出电池后,发电效率达到11%,和预测值几乎完全相符。

 

      用高分子材料制造的光伏电池比硅材料的普通光伏电池成本更低,而且重量轻。虽然比不上硅电池的发电效率,但最近10年内高分子电池的性能得到迅速提升。高分子材料的结构存在无数种组合。大阪大学调查的候选物质多达20万种。依靠经验和直觉、通过反复试错试验的传统方法可能会漏掉一些物质,材料性能的改善存在极限。

 

      在材料开发中引入AI的方法称为“材料信息学(Materials Informatics)”。

 

   

      如果采用这种方法,不试验也能找出优秀的材料。佐伯教授表示,“一个人合成并确认100种高分子材料需要花费5~6年的时间。利用AI,1分钟就能筛选出有潜力的材料”。目前正在与企业、美国和台湾等地区的大学进行联合研究。

   

      筑波大学副教授五十岚康彦和庆应义塾大学副教授绪明佑哉等人发现了可以提高锂电池容量的负极材料,AI为此次发现提供了契机。

 

      AI发现,材料的熔点等因素会影响电池的容量,并选出了3种有潜力的有机材料。经过对其中1种材料进行测量发现,这种材料同时具有世界最高水平的容量和耐久性。

 

      五十岚副教授称,“包括AI在内的数据科学是继古希腊时代开始的经验科学、17世纪以后的理论科学、20世纪诞生的计算科学之后的第4种科学”。有观点认为,目前正在发生材料开发史上百年一遇的革新。

 

版权声明:日本经济新闻社版权所有,未经授权不得转载或部分复制,违者必究。

二维码

日经中文网
公众平台上线!
请扫描二维码,马上关注!

金融市场

日经225指数28966.01-1202.2602/26close
日经亚洲3001807.82-67.2802/26close
美元/日元106.560.5602/2705:47
美元/人民元6.47420.020302/2618:49
道琼斯指数30932.37-469.6402/26close
富时1006483.430-168.53002/26close
上海综合3509.0804-75.965402/26close
恒生指数28980.21-1093.9602/26close
纽约黄金1728.1-46.302/26close

关于日经指数