AI와 로봇이 결합한 자율 실험실로 배터리 연구 수행

미국 에너지부 산하 아르곤 국립연구소가 인공지능과 로봇을 결합한 자율 실험실 ’래피드(RAPID)’로 유기 레독스 흐름 전지(RFB) 관련 화학 실험 6,000건 이상을 5개월 만에 수행했다. 사람이 기존 방식으로 했다면 5년에서 8년은 걸렸을 분량이다. 이 연구는 미국화학회지(JACS)에 실렸다.

자율 실험실이란 AI가 어떤 실험을 할지 스스로 설계하면 로봇이 직접 재료를 섞고 측정하고, 그 결과를 다시 AI가 분석해 다음 실험을 정하는 식으로 사람의 개입 없이 연구가 굴러가는 시스템이다. 래피드는 수천 가지 유기 분자 조합을 자동으로 합성하고 반응 속도를 실시간으로 측정하며 이 과정을 쉼 없이 반복했고, 그 끝에 유기 레독스 흐름 전지의 안정성을 근본적으로 가로막는 분자 수준의 장벽을 찾아냈다.

레독스 흐름 전지는 태양광·풍력처럼 발전량이 들쭉날쭉한 재생에너지를 전력망에 안정적으로 연결하는 대용량 저장장치로 주목받는다. 그중 유기 레독스 흐름 전지는 값비싼 금속 이온 대신 탄소 기반 유기 분자를 써서 값을 낮출 수 있는데, 이 분자가 얼마나 오래 안정적으로 버티느냐가 상용화의 관건이었다.

자율 실험실이 열어젖힌 가능성은 배터리 한 분야에 그치지 않는다. 후보 물질을 하나씩 만들어 시험하며 ‘될 때까지 시도하는’ 신소재와 신약 개발 전반이, 사람이 수년을 들이던 탐색을 몇 달로 압축하는 이 방식으로 재편될 수 있다.

출처: Argonne National Laboratory, JACS, Battery Technology

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