Uvod u kvantnu tehnologiju i umjetnu inteligenciju u procjeni baterija
U svijetu gdje se briga o okolišu i održivost sve više ističu, istraživanja u području litij-ionskih baterija zauzimaju središnje mjesto. Istraživači s Instituta Fraunhofer razvijaju inovativne metode korištenjem kvantne tehnologije i umjetne inteligencije (AI) kako bi procijenili održivost baterija za njihove potencijalne aplikacije drugog života. Ova kombinacija tehnologija omogućuje brže i nerazorno ispitivanje stanja baterija, čime se otvaraju nove mogućnosti za učinkovito recikliranje i ponovnu upotrebu.
Projekt QualiProm: Ciljevi i inovacije
Projekt QualiProm, koji financira Njemačko Federalno Ministarstvo obrazovanja i istraživanja, usredotočuje se na klasifikaciju korištenih litij-ionskih baterija. Ključna metrika projekta je stanje zdravlja (State of Health – SOH) baterija, koje prikazuje stupanj starenja i preostalog kapaciteta. Tradicionalne metode koje se koriste, poput elektrokemijske impedancijske spektroskopije, često su spore i zahtijevaju dodatne električne kontakte, što otežava otkrivanje specifičnih problema unutar baterija.
Kvantni senzori kao revolucionarni alat
Jedan od najuzbudljivijih aspekata projekta QualiProm je integracija atomskih magnetometara s AI. Kvantni senzori, posebno oni bazirani na dijamantnim strukturama, omogućavaju precizno mjerenje magnetskih polja unutar baterija. Ovi senzori otkrivaju strukturalne promjene i raspodjelu naboja, čime se povećava razina detaljnosti u procjeni zdravlja baterija. Umjesto da oslanjaju na dugotrajne testove, istraživači sada mogu brzo, precizno i bez oštećenja utvrditi stanje baterija.
AI u analizi podataka
Umjetna inteligencija igra ključnu ulogu u ovom procesu. Algoritmi dubokog učenja obučeni su za prepoznavanje specifičnih obrazaca u magnetskim poljima baterija koji su povezani s njihovim stanjem i performansama. Ove značajke pomažu istraživačima da klasificiraju baterijske ćelije prema njihovom zdravlju te razlikuju zdrave, degradirane i neispravne stanice. Ovaj pristup značajno poboljšava točnost dijagnostike u usporedbi s tradicionalnim metodama.
Industrijska primjena i ekonomska održivost
Jedan od glavnih ciljeva projekta je prilagodba tehnologije kvantnih senzora za industrijske aplikacije. Institut Fraunhofer i njegovi partneri, uključujući Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg i Industrial Dynamics GmbH, rade na razvoju klasifikacijskih sustava koji će olakšati analizu baterija na širokoj razini. Ova inicijativa ne samo da će omogućiti bržu procjenu stanja baterija, već će i smanjiti troškove povezane s održavanjem toka proizvodnje i recikliranja.
Održivost i smanjenje otpada
Optimizacijom procjene zdravlja baterija u drugom životu, QualiProm se bavi ključnim pitanjima otpada i učinkovitosti resursa. Ponovna upotreba baterija za elektromobilnost može drastično smanjiti potrebu za novim sirovinama i istovremeno smanjiti utjecaj na okoliš. Ovim projektom nastoji se stvoriti održiviji pristup korištenju i recikliranju litij-ionskih baterija, slijedeći put ka ekološki prihvatljivijoj budućnosti.
Zaključne misli
U razmatranju budućnosti elektromobilnosti i održivosti, istraživanja poput onih na Institutu Fraunhofer predstavljaju ključne korake prema učinkovitijem upravljanju resursima i smanjenju otpada. Kombinacija napredne kvantne tehnologije i umjetne inteligencije ne samo da unapređuje tehničke aspekte dijagnostike baterija, već i doprinosi općim ciljevima održivosti, čime se otvaraju vrata za inovacije u industriji električnih vozila.
