Chia sẻ dữ liệu linh hoạt có thể tăng tốc đột phá về pin

Chia sẻ dữ liệu linh hoạt có thể tăng tốc đột phá về pin

    Chia sẻ dữ liệu linh hoạt có thể tăng tốc đột phá về pin
    của Rebecca Martineau, Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia

    Flexible data sharing could accelerate battery breakthroughs
    Biểu diễn trực quan của Hệ gen dữ liệu pin minh họa cách dữ liệu lưu chuyển tự do giữa các trung tâm dữ liệu, mặc dù không phải tất cả các trung tâm đều mở hoàn toàn. Ảnh: Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia


    Để đối phó với những thách thức khó khăn về khí hậu, các nhà nghiên cứu pin đang huy động để tăng cường hợp tác và chia sẻ dữ liệu.

    Những tiến bộ gần đây trong học máy và trí tuệ nhân tạo (AI) đang dẫn đến những đột phá trong nghiên cứu pin. Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) đã sử dụng các thuật toán máy tính phức tạp này để mô tả hiệu suất, tuổi thọ và độ an toàn của pin. Tuy nhiên, sự phát triển không ngừng của khoa học dữ liệu dựa vào dữ liệu chất lượng cao và mạnh mẽ vượt xa khả năng của bất kỳ thực thể đơn lẻ nào. Các nhà nghiên cứu pin hàng đầu trên toàn cầu - bao gồm cả những người tại NREL - đang tham gia một phong trào đầy tham vọng nhằm thúc đẩy sự phát triển công nghệ thông qua Hệ gen dữ liệu pin được chia sẻ (yêu cầu đăng ký).

    Nhà nghiên cứu lưu trữ năng lượng cao cấp của NREL Kandler Smith cho biết: “Các nhà cung cấp pin giới thiệu các thiết kế pin mới khoảng 18 tháng một lần. "Tuy nhiên, nhà thiết kế hệ thống có thể mất 12 tháng hoặc lâu hơn để mô tả đặc điểm của một tế bào mới cho ứng dụng của họ. Với tư cách là một cộng đồng, chúng tôi cần đẩy nhanh quá trình phát triển và triển khai pin để chuyển các kết quả học tập từ pin này sang pin tiếp theo tốt hơn."

    Sáng kiến ​​Bộ gen dữ liệu pin nắm bắt được tinh thần hợp tác, sự tập trung có chủ đích và tính cấp thiết được thể hiện bởi Dự án Bộ gen người, một nỗ lực quốc tế nhằm giải trình tự bộ gen người vào những năm 1990. Giống như Dự án Bộ gen người, Bộ gen dữ liệu pin nhằm mục đích khuyến khích tăng cường tạo, thu thập và lưu trữ dữ liệu với tính năng chia sẻ linh hoạt để đẩy nhanh việc phát triển các giải pháp lưu trữ năng lượng mới nhằm đáp ứng các mục tiêu khử cacbon. NREL hỗ trợ dự án Bộ gen dữ liệu pin như một phần của hiệp hội quốc tế do các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne và Idaho của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) dẫn đầu.

    Xây dựng hệ gen dữ liệu pin

    Bộ gen dữ liệu pin tìm cách thu thập dữ liệu từ mọi bước của vòng đời pin, từ khám phá đến phát triển đến sản xuất và tất cả các cách triển khai. Cần có các tiêu chuẩn chung để quản lý dữ liệu cho từng phân khúc của cộng đồng pin để tạo dữ liệu. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng các thuật toán AI được thiết kế để xác định mọi thứ từ vật liệu điện cực ứng viên mới đến cấu trúc gói pin được cải thiện cho đến tuổi thọ của tế bào.

    "Đây là một lời kêu gọi hành động. Chúng tôi đang cố gắng tiếp thêm năng lượng và tổ chức cộng đồng pin để đóng góp dữ liệu của họ bất cứ khi nào có thể, cho càng nhiều người càng tốt, để cho phép các phương pháp khoa học dữ liệu mạnh mẽ xúc tác cho những đột phá", Nhà khoa học về pin Argonne, Noah Paulson cho biết .

    "Khi dữ liệu có nhiều định dạng khác nhau, không bao gồm cách chúng được thu thập và không được chia sẻ thường xuyên giữa các nhóm khác nhau, sẽ rất khó thực hiện loại phân tích và dự đoán AI quy mô lớn cần thiết để tăng tốc độ phát triển và triển khai các loại pin mới. "

    Việc xây dựng một kho lưu trữ dữ liệu nhất quán và có thể truy cập được yêu cầu các công ty phải làm việc cùng nhau để định dạng thông tin theo một cách cụ thể với các tiêu chuẩn thống nhất cho siêu dữ liệu — xác định cách dữ liệu được thu thập. Mặc dù các tiêu chuẩn này hiện không tồn tại, sự hợp tác nâng cao thông qua Hệ gen dữ liệu pin là cần thiết để cải thiện khả năng truy cập và chia sẻ dữ liệu quan trọng.

    Chia sẻ dữ liệu linh hoạt giúp tăng khả năng cộng tác trong ngành

    Để thu hút càng nhiều đối tác càng tốt, nhóm Bộ gen dữ liệu pin thừa nhận tầm quan trọng của nhiều tùy chọn chia sẻ dữ liệu. Không phải tất cả dữ liệu có trong dự án này đều cần được chia sẻ cởi mở để thành công — viễn cảnh cung cấp nhiều ví dụ về các kịch bản chia sẻ khác nhau và chỉ một số là hoàn toàn mở. Ngay cả các nhóm dự án không thể đóng góp dữ liệu của họ, chẳng hạn như các đối tác trong ngành, cũng được mời tham gia Hệ gen dữ liệu pin và tận dụng dữ liệu được chia sẻ bởi các đối tác học thuật hoặc chính phủ.

    Nhà khoa học Donal Finegan của NREL cho biết: “Dựa trên các sáng kiến ​​khác về bộ gen, chúng tôi tự tin rằng dữ liệu pin mở và chia sẻ thách thức sẽ thúc đẩy các nhà nghiên cứu cải tiến các thuật toán và phương pháp thử nghiệm. "Tiêu chuẩn hóa sẽ tăng tốc độ phân tích các tập dữ liệu độc quyền và không độc quyền như nhau."

    Với việc tăng cường khả năng truy cập vào dữ liệu pin có giá trị, các nhà nghiên cứu của NREL hy vọng sẽ tiếp tục cải thiện các mô hình vật lý và phương pháp luận AI để tối ưu hóa sự phát triển của pin. Thông tin từ Hệ gen dữ liệu pin có thể giúp hỗ trợ nghiên cứu về đặc tính vận chuyển, tốc độ phản ứng và công suất nhiệt động lực học cho các thiết kế tế bào thế hệ tiếp theo. Các mô hình này cũng cung cấp một dự đoán sơ bộ về cách một pin có thể hoạt động và sử dụng nó để sàng lọc các chất hóa học mới.

    "Tôi thực sự tin rằng cùng nhau, chúng ta có thể giúp đẩy nhanh tốc độ đổi mới và tăng cường áp dụng các loại xe điện chạy bằng pin và lưới điện, 

    Smith nói.

    "Nguyên tắc của bộ gen dữ liệu pin" được xuất bản trên tạp chí Joule.

    Zalo
    Hotline