KI-Forschung enthüllt neue Chemie für Solarenergie: Durchbruch dank Künstlicher Intelligenz und automatisierter Synthese

BerlinForscher haben kürzlich die Stabilität von Molekülen, die in der Solarenergie verwendet werden, verbessert, indem sie künstliche Intelligenz mit automatisierter chemischer Synthese kombinierten. Wissenschaftler der University of Illinois Urbana-Champaign und der University of Toronto arbeiteten gemeinsam an diesem Projekt. Sie setzten KI ein, um die chemischen Regeln zu verstehen, die die Moleküle stabiler machen. Ihr größter Erfolg war die Entwicklung von Molekülen zur Lichtabsorption, die bis zu viermal stabiler sind als die älteren Versionen.

Die Forscher nutzten eine Methode namens „Closed-Loop-Transfer“ mit KI, um den Prozess zu verbessern. Sie durchliefen mehrere Zyklen von Chemikalienentwicklung und -testung. Die KI schlug verschiedene chemische Kombinationen vor, die dann hergestellt und auf ihre Stabilität bei Lichteinwirkung überprüft wurden. Jede Testphase lieferte der KI neue Informationen, wodurch sie immer präziser wurde. Durch diesen wiederholten Vorgang konnten Moleküle identifiziert werden, die im Licht stabiler sind.

Ihre Methode weist viele interessante Aspekte auf.

Zyklen von KI-gesteuerter chemischer Synthese und Tests in Kombination mit modularer Chemie und automatisierter Synthese. Entwicklung von Modellen zur Vorhersage chemischer Stabilität und Validierung KI-generierter Hypothesen durch Laborexperimente.

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Diese Forschung geht über Solarenergie hinaus. Indem sie die KI-Prozesse transparent machen, können Wissenschaftler nun besser verstehen, was chemische Stabilität ausmacht. Dies kann zukünftige Forschungen beschleunigen und dabei helfen, geeignete Kandidaten für medizinische Medikamente und neue Materialien zu finden.

Organische Solarzellen könnten von dieser Untersuchung erheblich profitieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Silizium-Paneelen sind organische Photovoltaikanlagen leicht und flexibel, doch bisher gab es Probleme mit ihrer Stabilität. Wenn wir verstehen, was diese Moleküle lichtstabil hält, kommen wir der Entwicklung von zuverlässigeren und effizienteren organischen Solarzellen einen Schritt näher. Dies könnte das Feld der erneuerbaren Energien revolutionieren.

Der Einsatz von KI in der chemischen Synthese hat ein großes Problem der Solarenergie gelöst und neue Wege zur Entdeckung wissenschaftlicher Lösungen eröffnet. Durch regelmäßige Aktualisierung der KI mit realen Daten haben Forscher ein robustes System für die chemische Forschung aufgebaut. Diese Methode kann auch zur Bewältigung anderer schwieriger Probleme genutzt werden und die Zukunft der Materialwissenschaften verbessern und effizienter gestalten.