நீங்கள் பிறந்த நாளன்று, நீங்கள் எவ்வளவு காலம் வாழ்வீர்கள் என்று ஒரு குறிசொல்லி உங்கள் பெற்றோரிடம் கூறுவதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். ஒரே ஒரு சோதனைச் சுழற்சித் தரவின் அடிப்படையில் மின்கலங்களின் ஆயுட்காலத்தைக் கணக்கிட புதிய கணக்கீட்டு மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தும் மின்கல வேதியியலாளர்களுக்கும் இதே போன்ற அனுபவம் சாத்தியமாகும்.

ஒரு புதிய ஆய்வில், அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையின் (DOE) ஆர்கோன் தேசிய ஆய்வக ஆராய்ச்சியாளர்கள், பல்வேறு வகையான பேட்டரி வேதியியல்களின் ஆயுட்காலத்தைக் கணிக்க இயந்திரக் கற்றலின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தியுள்ளனர். ஆறு வெவ்வேறு பேட்டரி வேதியியல்களைப் பிரதிநிதித்துவப்படுத்தும் 300 பேட்டரிகளிலிருந்து ஆர்கோனில் சேகரிக்கப்பட்ட சோதனைத் தரவுகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், வெவ்வேறு பேட்டரிகள் எவ்வளவு காலம் தொடர்ந்து இயங்கும் என்பதை விஞ்ஞானிகளால் துல்லியமாகத் தீர்மானிக்க முடிகிறது.

ஆர்கோன் ஆராய்ச்சியாளர்கள், பல்வேறு வகையான வேதியியல் கலவைகளுக்கான மின்கலச் சுழற்சி ஆயுளைக் கணிப்பதற்காக, இயந்திரக் கற்றல் மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தியுள்ளனர். (படம்: ஷட்டர்ஸ்டாக்/சீல்ஸ்டெப்.)

இயந்திரக் கற்றல் நெறிமுறையில், விஞ்ஞானிகள் ஒரு கணினி நிரலுக்கு ஆரம்ப தரவுத் தொகுப்பிலிருந்து அனுமானங்களைச் செய்யப் பயிற்சி அளிக்கின்றனர், பின்னர் அந்தப் பயிற்சியிலிருந்து அது கற்றுக்கொண்டவற்றைக் கொண்டு மற்றொரு தரவுத் தொகுப்பின் மீது முடிவுகளை எடுக்கின்றனர்.

"செல்பேசிகள், மின்சார வாகனங்கள், மின்கட்டமைப்பு சேமிப்பு என ஒவ்வொரு விதமான மின்கலப் பயன்பாட்டிற்கும், மின்கலத்தின் ஆயுட்காலம் ஒவ்வொரு நுகர்வோருக்கும் அடிப்படையான முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது," என்று இந்த ஆய்வின் ஆசிரியர்களில் ஒருவரான ஆர்கோன் கணக்கீட்டு விஞ்ஞானி நோவா பால்சன் கூறினார். "ஒரு மின்கலம் செயலிழக்கும் வரை ஆயிரக்கணக்கான முறை அதைச் சோதித்துப் பார்ப்பதற்குப் பல ஆண்டுகள் ஆகலாம்; எங்கள் முறையானது, வெவ்வேறு மின்கலங்கள் எவ்வாறு செயல்படப் போகின்றன என்பதை நாங்கள் விரைவாகக் கண்டறியக்கூடிய ஒரு வகையான கணக்கீட்டுச் சோதனைக் கூடத்தை உருவாக்குகிறது."

"தற்போது, ​​ஒரு மின்கலத்தின் திறன் எவ்வாறு குறைகிறது என்பதை மதிப்பிடுவதற்கான ஒரே வழி, அந்த மின்கலத்தை மீண்டும் மீண்டும் இயக்கிப் பார்ப்பதுதான்," என்று இந்த ஆய்வின் மற்றொரு ஆசிரியரான ஆர்கோன் மின்வேதியியலாளர் சூசன் "சூ" பாபினெக் மேலும் கூறினார். "இது மிகவும் செலவு மிக்கது, மேலும் இதற்கு நீண்ட காலம் ஆகும்."

பால்சனின் கூற்றுப்படி, ஒரு பேட்டரியின் ஆயுட்காலத்தை நிர்ணயிக்கும் செயல்முறை சிக்கலானதாக இருக்கலாம். “உண்மை என்னவென்றால், பேட்டரிகள் என்றென்றும் நீடிப்பதில்லை. அவை எவ்வளவு காலம் நீடிக்கும் என்பது நாம் அவற்றைப் பயன்படுத்தும் விதம், அவற்றின் வடிவமைப்பு மற்றும் வேதியியல் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது,” என்று அவர் கூறினார். “இதுவரை, ஒரு பேட்டரி எவ்வளவு காலம் நீடிக்கும் என்பதை அறிந்துகொள்ள ஒரு சிறந்த வழிமுறை உண்மையில் இருந்ததில்லை. மக்கள், ஒரு புதிய பேட்டரிக்காகப் பணம் செலவழிக்க வேண்டிய நிலை வரும் வரை தங்களுக்கு எவ்வளவு காலம் இருக்கிறது என்பதைத் தெரிந்துகொள்ள விரும்புவார்கள்.”

இந்த ஆய்வின் ஒரு தனித்துவமான அம்சம் என்னவென்றால், இது ஆர்கோனில் பல்வேறு பேட்டரி கேத்தோடு பொருட்கள், குறிப்பாக ஆர்கோனின் காப்புரிமை பெற்ற நிக்கல்-மாங்கனீசு-கோபால்ட் (NMC) அடிப்படையிலான கேத்தோடு மீது செய்யப்பட்ட விரிவான சோதனைப் பணிகளைச் சார்ந்திருந்தது. "வெவ்வேறு வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்ட, வெவ்வேறு வழிகளில் தரம் குறைந்து செயலிழக்கும் பேட்டரிகள் எங்களிடம் இருந்தன," என்று பால்சன் கூறினார். "வெவ்வேறு பேட்டரிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதன் சிறப்பியல்பு சமிக்ஞைகளை இந்த ஆய்வு எங்களுக்கு வழங்கியது என்பதே இதன் மதிப்பாகும்."

இந்தத் துறையில் மேற்கொள்ளப்படும் மேலதிக ஆய்வுகள், லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களின் எதிர்காலத்தை வழிநடத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன என்று பால்சன் கூறினார். “எங்களால் செய்யக்கூடிய விஷயங்களில் ஒன்று, அறியப்பட்ட ஒரு வேதியியலின் அடிப்படையில் அல்காரிதத்திற்குப் பயிற்சி அளித்து, அறியப்படாத ஒரு வேதியியலின் மீது அதைக் கணிப்புகளைச் செய்ய வைப்பதாகும்,” என்று அவர் கூறினார். “அடிப்படையில், நீண்ட ஆயுட்காலத்தை வழங்கும் புதிய மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட வேதியியல்களின் திசையில் நம்மை வழிநடத்த இந்த அல்காரிதம் உதவக்கூடும்.”

இந்த வழியில், இயந்திர கற்றல் வழிமுறையானது மின்கலப் பொருட்களின் மேம்பாடு மற்றும் சோதனையை விரைவுபடுத்தக்கூடும் என்று பால்சன் நம்புகிறார். “உங்களிடம் ஒரு புதிய பொருள் இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம், அதை நீங்கள் சில முறை சுழற்சிக்கு உட்படுத்துகிறீர்கள். அதன் ஆயுட்காலத்தைக் கணிக்க நீங்கள் எங்கள் வழிமுறையைப் பயன்படுத்தலாம், பின்னர் அதைச் சோதனை ரீதியாகத் தொடர்ந்து சுழற்சிக்கு உட்படுத்த வேண்டுமா இல்லையா என்பது குறித்து முடிவெடுக்கலாம்.”

"நீங்கள் ஒரு ஆய்வகத்தில் ஆராய்ச்சியாளராக இருந்தால், அவற்றை மதிப்பிடுவதற்கு உங்களிடம் ஒரு வேகமான வழிமுறை இருப்பதால், குறைந்த நேரத்தில் இன்னும் பல பொருட்களைக் கண்டறிந்து சோதிக்க முடியும்," என்று பாபினெக் மேலும் கூறினார்.

ஆய்வின் அடிப்படையில் அமைந்த ஒரு கட்டுரை, “இயந்திரக் கற்றலுக்கான அம்சப் பொறியியல், மின்கலத்தின் ஆயுட்காலத்தை முன்கூட்டியே கணிக்க உதவியது."ஜர்னல் ஆஃப் பவர் சோர்சஸ்" இதழின் பிப்ரவரி 25 ஆன்லைன் பதிப்பில் இது வெளியானது.

பால்சன் மற்றும் பாபினெக் மட்டுமின்றி, இக்கட்டுரையின் மற்ற ஆசிரியர்களில் ஆர்கோனைச் சேர்ந்த ஜோசப் குபால், லோகன் வார்டு, சௌரப் சக்சேனா மற்றும் வெங்குவான் லூ ஆகியோரும் அடங்குவர்.

இந்த ஆய்வு, ஆர்கோன் ஆய்வகத்தின் வழிகாட்டுதலில் இயங்கும் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு (LDRD) மானியத்தால் நிதியுதவி செய்யப்பட்டது.