Les bateries d'ió sodi són una alternativa a les de liti, amb un material més abundant i barat. El seu ànode, el pol negatiu, sol ser de carboni dur, una forma de carboni que, a diferència del grafit, no s'ordena en capes planes ni tan sols escalfant-lo a temperatures molt altes. La química Rosalind Franklin ja va distingir als anys cinquanta els carbonis que es converteixen en grafit dels que no, però el que passa a escala atòmica mentre es formen ha estat molt difícil d'observar o de simular.
Un equip del Departament de Química de la Universitat d'Oxford, dirigit pel professor Volker Deringer i amb la doctoranda Litong Wu com a primera autora, ha publicat aquest dimecres a la revista revisada «Chemical Science» unes simulacions de la descomposició tèrmica del clorur de polivinilidè, un plàstic que és un precursor clàssic del carboni dur. Han fet servir simulacions atomístiques guiades per aprenentatge automàtic, que segueixen cada àtom i cada enllaç que es trenca o es forma amb una precisió propera a la de la mecànica quàntica però amb molt menys càlcul.
Segons els autors, quan el plàstic perd els àtoms d'hidrogen i de clor queden llocs de carboni molt reactius, que formen enllaços nous i uneixen els fragments del polímer en una xarxa estesa. Aquesta xarxa conté anells de cinc i de set àtoms al costat dels de sis, propis del grafit, i aquests anells irregulars corben l'estructura i impedeixen que es formin les capes ordenades. És un exemple de com la IA permet simular processos químics que fins ara quedaven fora de l'abast del càlcul, i l'equip ha publicat les dades obertes a GitHub.
El resultat és teòric i té límits clars. La nota de la universitat no detalla la mida dels sistemes simulats ni com s'han contrastat amb experiments, i l'estudi encara no demostra cap relació entre aquestes estructures i el rendiment d'una bateria: els mateixos autors presenten com a pas següent connectar la química del precursor amb les propietats de l'ànode. Tampoc no estudia altres precursors habituals del carboni dur, com la biomassa.