Dychmygwch seicig yn dweud wrth eich rhieni, ar y diwrnod y cawsoch eich geni, pa mor hir y byddech chi'n byw.Mae profiad tebyg yn bosibl i gemegwyr batri sy'n defnyddio modelau cyfrifiannol newydd i gyfrifo oes batri yn seiliedig ar gyn lleied ag un cylch o ddata arbrofol.

Mewn astudiaeth newydd, mae ymchwilwyr yn Labordy Cenedlaethol Argonne Adran Ynni yr Unol Daleithiau (DOE) wedi troi at bŵer dysgu peiriannau i ragweld oes ystod eang o wahanol gemegau batri.Trwy ddefnyddio data arbrofol a gasglwyd yn Argonne o set o 300 o fatris yn cynrychioli chwe chemeg batri gwahanol, gall y gwyddonwyr benderfynu'n gywir am ba mor hir y bydd batris gwahanol yn parhau i feicio.

Mae ymchwilwyr Argonne wedi defnyddio modelau dysgu peiriannau i wneud rhagfynegiadau o fywyd cylch batri ar gyfer ystod eang o wahanol gemegau.(Delwedd gan Shutterstock/Sealstep.)

Mewn algorithm dysgu peiriant, mae gwyddonwyr yn hyfforddi rhaglen gyfrifiadurol i ddod i gasgliadau ar set gychwynnol o ddata, ac yna'n cymryd yr hyn y mae wedi'i ddysgu o'r hyfforddiant hwnnw i wneud penderfyniadau ar set arall o ddata.

“Ar gyfer pob math gwahanol o gymhwysiad batri, o ffonau symudol i gerbydau trydan i storio grid, mae oes batri o bwysigrwydd sylfaenol i bob defnyddiwr,” meddai gwyddonydd cyfrifiannol Argonne Noah Paulson, awdur yr astudiaeth.​"Gall cymryd blynyddoedd i orfod beicio batri filoedd o weithiau nes iddo fethu;mae ein dull yn creu math o gegin profi cyfrifiadol lle gallwn sefydlu’n gyflym sut mae batris gwahanol yn mynd i berfformio.”

“Ar hyn o bryd, yr unig ffordd i werthuso sut mae’r gallu mewn batri yn pylu yw beicio’r batri mewn gwirionedd,” ychwanegodd electrocemegydd Argonne Susan “Sue” Babinec, awdur arall yr astudiaeth.​"Mae'n ddrud iawn ac mae'n cymryd amser hir. ”

Yn ôl Paulson, gall y broses o sefydlu oes batri fod yn anodd.​"Y gwir amdani yw nad yw batris yn para am byth, ac mae pa mor hir maen nhw'n para yn dibynnu ar y ffordd rydyn ni'n eu defnyddio, yn ogystal â'u dyluniad a'u cemeg, ”meddai.​"Hyd yn hyn, ni fu ffordd wych o wybod pa mor hir y mae batri yn mynd i bara.Mae pobl yn mynd i fod eisiau gwybod faint o amser sydd ganddyn nhw nes bod yn rhaid iddyn nhw wario arian ar fatri newydd.”

Un agwedd unigryw ar yr astudiaeth yw ei bod yn dibynnu ar waith arbrofol helaeth a wnaed yn Argonne ar amrywiaeth o ddeunyddiau catod batri, yn enwedig catod nicel-manganîs-cobalt (NMC) patent Argonne.​"Roedd gennym ni fatris a oedd yn cynrychioli gwahanol gemegau, sydd â gwahanol ffyrdd y byddent yn diraddio ac yn methu, ”meddai Paulson.​"Gwerth yr astudiaeth hon yw ei bod wedi rhoi signalau inni sy'n nodweddiadol o sut mae batris gwahanol yn perfformio."

Mae gan astudiaeth bellach yn y maes hwn y potensial i arwain dyfodol batris lithiwm-ion, meddai Paulson.​"Un o'r pethau y gallwn ei wneud yw hyfforddi'r algorithm ar gemeg hysbys a'i gael i wneud rhagfynegiadau ar gemeg anhysbys, ”meddai.​"Yn y bôn, efallai y bydd yr algorithm yn ein helpu i arwain cemegau newydd a gwell sy'n cynnig oes hirach. ”

Yn y modd hwn, mae Paulson yn credu y gallai'r algorithm dysgu peiriant gyflymu datblygiad a phrofi deunyddiau batri.​"Dywedwch fod gennych chi ddeunydd newydd, a'ch bod chi'n ei feicio ychydig o weithiau.Fe allech chi ddefnyddio ein algorithm i ragweld ei hirhoedledd, ac yna gwneud penderfyniadau a ydych chi am barhau i'w feicio'n arbrofol ai peidio."

“Os ydych chi'n ymchwilydd mewn labordy, gallwch chi ddarganfod a phrofi llawer mwy o ddeunyddiau mewn amser byrrach oherwydd bod gennych chi ffordd gyflymach i'w gwerthuso,” ychwanegodd Babinec.

Papur yn seiliedig ar yr astudiaeth, ​"Galluogodd peirianneg nodwedd ar gyfer dysgu peiriannau ragfynegiad cynnar o oes batri,” ymddangosodd yn rhifyn ar-lein Chwefror 25 o'r Journal of Power Sources.

Yn ogystal â Paulson a Babinec, mae awduron eraill y papur yn cynnwys Joseph Kubal o Argonne, Logan Ward, Saurabh Saxena a Wenquan Lu.

Ariannwyd yr astudiaeth gan grant Ymchwil a Datblygu a Gyfarwyddir gan Labordy Argonne (LDRD).