Le partage de données flexible pourrait accélérer les percées de la batterie

Le partage de données flexible pourrait accélérer les percées de la batterie

La représentation visuelle du génome des données de la batterie illustre comment les données circulent librement entre les hubs de données, même si tous les hubs ne sont pas entièrement ouverts. Crédit : Laboratoire national des énergies renouvelables

En réponse aux défis climatiques de taille, les chercheurs sur les batteries se mobilisent pour accroître la collaboration et le partage de données.

Les progrès récents de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle (IA) entraînent des percées dans la recherche sur les batteries. Les scientifiques du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) utilisent déjà ces algorithmes informatiques complexes pour caractériser les performances, la durée de vie et la sécurité des batteries. Cependant, l’évolution continue de la science des données repose sur des données robustes et de haute qualité bien au-delà des capacités d’une seule entité. Les meilleurs chercheurs sur les batteries du monde entier, y compris ceux du NREL, se joignent à un mouvement ambitieux pour stimuler le développement technologique grâce à un génome de données de batterie partagé (abonnement requis).

« Les fournisseurs de cellules de batterie introduisent de nouvelles conceptions de batterie environ tous les 18 mois », a déclaré Kandler Smith, chercheur principal en stockage d’énergie au NREL. « Cependant, cela peut prendre 12 mois ou plus à un concepteur de système pour caractériser une nouvelle cellule pour son application. En tant que communauté, nous devons accélérer le développement et le déploiement de la batterie pour mieux transférer les apprentissages d’une chimie de batterie à l’autre. »

L’initiative Battery Data Genome capture l’esprit de collaboration, la concentration délibérée et l’urgence démontrées par le projet du génome humain, un effort international pour séquencer le génome humain dans les années 1990. Comme le projet du génome humain, le génome des données de batterie vise à encourager la génération, la collecte et le stockage accrus de données avec un partage flexible pour accélérer le développement de nouvelles solutions de stockage d’énergie afin d’atteindre les objectifs de décarbonisation. NREL soutient le projet Battery Data Genome dans le cadre d’un consortium international dirigé par des scientifiques des laboratoires nationaux d’Argonne et d’Idaho du Département américain de l’énergie (DOE).

Construire un génome de données de batterie

Le Battery Data Genome cherche à collecter des données à chaque étape du cycle de vie de la batterie, de la découverte au développement en passant par la fabrication et toutes sortes de déploiements. Avoir des normes universelles pour la gestion des données pour chaque segment de la communauté des batteries est nécessaire pour la création de données. Ceci est accompli à l’aide d’algorithmes d’IA conçus pour tout identifier, des nouveaux matériaux d’électrode candidats à la construction améliorée de la batterie en passant par la durée de vie des cellules.

« C’est un appel à l’action. Nous essayons de dynamiser et d’organiser la communauté des batteries pour fournir leurs données chaque fois que possible, au plus grand nombre de personnes possible, afin de permettre à de puissantes méthodes de science des données de catalyser des percées », a déclaré Noah Paulson, scientifique de la batterie d’Argonne. .

« Lorsque les données se présentent sous de nombreux formats différents, n’incluent pas la manière dont elles sont collectées et ne sont pas fréquemment partagées entre différents groupes, il devient très difficile de faire le type d’analyse et de prédictions d’IA à grande échelle nécessaires pour accélérer le développement. et le déploiement de nouvelles batteries. »

La création d’un référentiel de données cohérentes et accessibles nécessite que les entreprises travaillent ensemble pour formater les informations d’une manière spécifique avec des normes uniformes pour les métadonnées, qui identifient la manière dont les données sont collectées. Bien que ces normes n’existent pas actuellement, une collaboration renforcée via le Battery Data Genome est nécessaire pour améliorer l’accessibilité et le partage des données cruciales.

Le partage de données flexible augmente la collaboration de l’industrie

Pour attirer autant de partenaires que possible, l’équipe Battery Data Genome reconnaît l’importance de nombreuses options de partage de données. Toutes les données incluses dans ce projet n’ont pas besoin d’être partagées ouvertement pour réussir – la perspective fournit de nombreux exemples de différents scénarios de partage, et seuls certains sont entièrement ouverts. Même les équipes de projet incapables de fournir leurs données, telles que les partenaires industriels, sont invitées à rejoindre le Battery Data Genome et à profiter des données partagées par les partenaires académiques ou gouvernementaux.

« Sur la base d’autres initiatives sur le génome, nous sommes convaincus que les données de batterie ouvertes et les défis de partage catalyseront les chercheurs pour améliorer les algorithmes et les méthodes expérimentales », a déclaré Donal Finegan, scientifique du NREL Energy Storage. « La standardisation accélérera l’analyse des ensembles de données propriétaires et non propriétaires. »

Avec un accès accru aux données précieuses sur les batteries, les chercheurs du NREL espèrent continuer à améliorer les modèles physiques et les méthodologies d’IA pour optimiser le développement des batteries. Les informations du génome de données de batterie peuvent aider à soutenir la recherche sur les propriétés de transport, les taux de réaction et la capacité thermodynamique pour les conceptions de cellules de nouvelle génération. Ces modèles fournissent également une prédiction approximative des performances d’une batterie et l’utilisent pour cribler de nouvelles chimies.

« Je crois vraiment qu’ensemble, nous pouvons contribuer à accélérer le rythme de l’innovation et à accroître l’adoption de véhicules électriques à batterie et de systèmes de stockage d’énergie pour soutenir un réseau électrique décarboné », a déclaré Smith.

« Principles of the Battery Data Genome » est publié dans Joule.


Fourni par Laboratoire national des énergies renouvelables


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