Microsoft, en collaboration avec le Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), a réalisé une percée majeure dans le domaine des batteries grâce à l’intelligence artificielle (IA). Cette avancée pourrait transformer l’industrie des batteries, en réduisant de 70 % l’utilisation du lithium, un composant clé mais problématique de nombreuses batteries actuelles.
Le Lithium : Un défi environnemental et économique
Le lithium est essentiel pour les batteries de nos smartphones, ordinateurs portables et véhicules électriques. Cependant, son extraction est coûteuse et pose des problèmes environnementaux majeurs. La demande croissante de lithium a également des répercussions sociales, notamment en Amérique du Sud, où l’exploitation minière perturbe les écosystèmes locaux et nécessite d’énormes quantités d’eau et d’énergie.
D’après le United States Geological Survey, les réserves mondiales de lithium s’élèvent à environ 26 millions de tonnes, avec 98 millions de tonnes identifiées. En 2022, la consommation de lithium a atteint 134 000 tonnes, une augmentation de 41 % par rapport à 2021. Malgré ces réserves, la recherche de solutions alternatives est cruciale pour réduire l’impact environnemental et répondre à la demande croissante.
L’IA au Service de la découverte de nouveaux matériaux
Microsoft et le PNNL ont utilisé l’IA pour identifier rapidement de nouveaux matériaux capables de remplacer ou de réduire l’utilisation du lithium dans les batteries. En utilisant la plateforme Azure Quantum Elements, ils ont pu passer en revue 32 millions de matériaux potentiels, réduisant ce nombre à seulement 18 candidats en quelques semaines, un processus qui aurait autrement pris des décennies.
La plateforme Azure Quantum Elements combine le calcul haute performance (HPC) et l’intelligence artificielle. Elle utilise des modèles d’IA formés sur des millions de points de données provenant de simulations de matériaux, permettant de prédire les propriétés et les performances des matériaux plus rapidement et avec une précision accrue.
Un nouveau matériau prometteur
L’un des matériaux identifiés par Microsoft et le PNNL a montré des résultats prometteurs. Ce matériau, qui utilise une combinaison de lithium et de sodium, a été synthétisé et testé avec succès, démontrant sa capacité à alimenter une ampoule électrique. Cette preuve de concept est actuellement soumise à une évaluation plus poussée pour déterminer sa stabilité et son efficacité.
Le sodium, abondant et peu coûteux, remplace partiellement le lithium dans cette nouvelle batterie, réduisant ainsi de 70 % la quantité de lithium nécessaire. Les batteries solides utilisant ce matériau sont considérées comme plus sûres et offrent une plus grande densité énergétique.
Pas encore totalement prêt pour une production de masse
Bien que les résultats initiaux soient prometteurs, le chemin vers une production de masse reste long. Les chercheurs doivent encore tester ces nouveaux matériaux à grande échelle pour s’assurer de leur viabilité commerciale et de leur performance sur le long terme. Néanmoins, cette avancée représente un pas significatif vers des batteries plus durables et moins coûteuses.
Jason Zander, vice-président exécutif de Microsoft, a exprimé son enthousiasme : « Nous avons compressé des années de travail en quelques semaines. Cette technologie pourrait révolutionner l’industrie des batteries et d’autres secteurs. »
L’utilisation de l’IA pour découvrir de nouveaux matériaux ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche scientifique. En accélérant les processus de découverte, l’IA permet de surmonter les défis environnementaux et économiques posés par l’extraction du lithium.
Brian Abrahamson, directeur numérique du PNNL, souligne l’importance de cette avancée : « Cette recherche démontre le potentiel de l’IA à accélérer et améliorer la science des matériaux. Cela représente un changement de paradigme pour les scientifiques. »
En conclusion, la collaboration entre Microsoft et le PNNL pourrait bien marquer le début d’une nouvelle ère dans la technologie des batteries. En réduisant la dépendance au lithium, ces nouvelles batteries pourraient jouer un rôle crucial dans le développement durable et la transition énergétique. Avec des applications potentielles dans les véhicules électriques, les réseaux d’énergie et d’autres technologies, l’avenir des batteries semble plus prometteur que jamais grâce à l’IA.
