태평양 북서부 국립 연구소(PNNL)와 마이크로소프트(Microsoft)의 연구원들은 더 안전하고 효율적인 배터리를 이끌 수 있는 새로운 고체 전해질을 발견했습니다. PNNL과 마이크로소프트의 협력을 통해 인공지능(AI)과 고성능 컴퓨팅의 힘을 활용함으로써, 선진적인 배터리 재료 탐색이 가속화되었습니다.
널리 알려진 리튬 이온 배터리와 달리 새로운 고체 전해질은 더욱 안전하며, 리튬 사용량도 적습니다. 재충전 가능한 전기차(EV) 배터리에 대한 높은 수요로 인해 리튬의 자원이 점차 부족해지고 있는 상황에서는 이는 매우 중요한 점입니다.
이 뚜렷한 성과는 연구원들이 보다 우수한 배터리 재료를 발견하기 위한 여정의 시작에 불과합니다. PNNL과 마이크로소프트의 협력으로, 수백만 개의 후보 중에서 찾는 작업을 인공지능과 고성능 컴퓨팅을 결합한 마이크로소프트의 Azure Quantum Elements 플랫폼을 사용하여 가속화시켰습니다. 옵션을 23개로 좁힌 결과, 연구원들은 5개의 이전에 이미 알려진 재료와 한 가지 특히 유망한 새로운 재료를 확인했습니다.
이러한 발견은 큰 잠재력을 보여주지만, 재료가 상업용으로 사용될 수 있기 위해서는 추가적인 실험과 최적화가 필요합니다. 이 새로운 전해질은 리튬과 나트륨을 결합한 것으로, 그 중 나트륨의 비율이 재료 전체의 70%까지 됩니다. 이렇게 나트륨 사용량을 크게 줄이는 것은 배터리 제조 및 지속 가능성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
고체 전해질 배터리 개발에서 마주치는 한 가지 문제는 액체 전해질 배터리에 비해 낮은 에너지 전도 성능입니다. 연구자들은 이 새로운 재료의 전도도를 향상시키기 위해 노력하고 있으며, 이 때문에 재료의 모든 잠재력을 발휘할 수 있게 됩니다.
이러한 배터리 재료 발견의 혁신은 인공지능과 고성능 컴퓨팅의 힘을 강조합니다. 그러나 컴퓨팅 파워가 증가하면서 환경에 미치는 영향도 증가하고 있다는 사실을 염두에 두어야 합니다. 참으로 지속 가능한 미래를 실현하기 위해서는 컴퓨팅의 에너지 효율성을 향상시키고 청정 에너지원을 이용해 전산 및 데이터 센터의 공급을 개선하는 노력을 해야 합니다.
마이크로소프트 양자-레드몬드(QuArC) 그룹의 리더인 크리스타 스보어는 인공지능과 고성능 컴퓨팅의 결합이 수십 년 동안의 과학적 발견을 몇 년 만에 압축하는 데 있어 꼭 필요한 요소라고 강조하고 있습니다. 이러한 신속한 진전은 차세대 배터리의 긴급한 필요성을 해결하고 전통적인 전력원의 환경적 영향을 완화시키기 위해서 꼭 필요한 것입니다.
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