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人工智能正在徹底改變地球上幾乎所有的行業 。 從優化農場到發明新藥 ， 甚至讓工程師相信他們還活著 ， 人工智能正在迅速改變我們生活的方方面面 。 北卡羅來納大學的一個團隊現在正在使用人工智能開發終極電池 ， 這種電池將具有極高的能量密度、持久性、快速充電和環保性 。 那么這個人工智能是如何完成這個令人難以置信的壯舉的呢？我們什么時候能拿到這個電池？我們能用如此出色的技術做什么？歡迎來到氟離子電池的奇妙世界 。
氟離子電池示意圖
什么是氟離子電池？從功能上講 ， 它們與我們在手機和汽車中使用的鋰離子電池相同 。 這意味著氟離子從陰極通過電解質到達陽極以存儲電荷并以另一種方式返回以釋放電荷 。
然而與鋰離子不同 ， 氟離子更緊湊 ， 可以非常緊密地結合在一起 。 這意味著 ， 理論上氟化物電池的能量密度是當今鋰離子電池的十倍 。 想象一下 ， 如果你用相同質量的特斯拉 Model 3 Long Range電池組更換電池組 ， 同時使用這種理論上的氟化物化學物質 ， 每次充電可以行駛 3400 英里！
氟離子電池結構
氟（氟化物的元素形式）是地殼中的含量要豐富得多 ， 與鋰的第 33 多的元素相比 ， 它是第 13 多的元素 。 更重要的是 ， 與鋰不同 ， 氟在螢石和氟化鈣等常見礦物質中很容易獲得 。 這意味著氟離子電池的制造可能比鋰離子電池更便宜、更環保 。
既然氟離子電池這么好 ， 我們為什么不立即使用這項技術呢？的確 ， 氟離子電池還存在著一些尚未解決的問題 ， 比如 ， 有很多材料可以很容易地讓鋰離子通過它們 ， 但很少有材料可以對氟離子做同樣的事情 。 這使得很難找到能夠在氟化物電池中制造電解質的材料 ， 更不用說功能良好了 。 所以盡管氟離子電池的能量密度令人難以置信 ， 但大多數氟化物電池一直表現很垃圾 ， 只持續幾次充電就發生了大規模降解 。 要找到可以解鎖這種潛在改變游戲規則的材料需要數十年的艱苦計算和反復試驗電池 。
氟離子電池對材料的選擇要求較高
這就是桑德伯格和他來自北卡羅來納大學的同事的用武之地 。 他們訓練了一個人工智能在幾周內而不是幾十年內找到這種神奇的材料 。
首先 ， 他的團隊確定了可能完成這項工作的 10000 種材料 ， 然后隨機選擇了其中的 300 個 ， 并計算了它們的氟化物傳輸能力 。 這是一個漫長而費力的過程 ， 因為每次計算都需要一周時間！一旦得到結果 ， 他們就用這個結果來訓練人工智能 。 該團隊通過其他 9700 種材料運行該程序 ， 希望找到它們的完美匹配 ， 最終他們做到了 。
根據計劃 ， 鋅和鈦基材料（ZnTiF?）脫穎而出 。 其驚人的存儲容量使其成為氟化物電池的完美電解質 ， 更重要的是 ， 它并不太貴 ， 而且可以在實驗室合成 。 與鋰離子相比 ， 原材料的開采對環境造成的破壞要小得多 。 簡而言之 ， 這可能表明桑德伯格正在開發一種高能量密度、低成本和環保的電池 。 這種電池可能會徹底改變我們的日常生活 ， 甚至可以將地球從自我毀滅的環境中拯救出來 。
氟離子電池在汽車上的應用潛力巨大
能量密度更高的電池也意味著其他電動汽車應用變得可行 ， 例如具有高負載能力的長途卡車、船舶 ， 甚至商用飛機 。 所有這些行業都不能使用當前的電池技術 ， 因為它們需要緊湊和輕量級的系統才能正常運行 。
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