site.btaМладият учен Любен Бориславов преплита химия и алгоритми в опит да усъвършенства батериите

Българският изследовател Любен Бориславов преплита химия и алгоритми в опит да усъвършенства електрохимичните клетки, които са съставни елементи на батериите. Той е един от тримата млади български химици, които са избрани да участват в 74-тото издание на срещата на нобелови лауреати с млади учени в Линдау, Германия, от 29 юни до 4 юли тази година.

Любен Бориславов е асистент в Института по обща и неорганична химия на БАН. До дни предстои да бъде зачислен като докторант в дистанционна форма на обучение, а дисертацията му е за машинно самообучение, статистически методи и теория на графите за изучаване на нежеланите странични реакции, които протичат  в метал-йонните електрохимични клетки. Тези клетки влизат в състава на литиево-йонните батерии.

Научните му търсения срещат химията със статистиката и алгоритмите, които са в основата на изкуствения интелект. Младият изследовател обаче пояснява, че когато говорим за изкуствен интелект не бива да си представяме само големите модели за обработка на естествена реч като GhatGPT, а по-скоро методи като невронни мрежи,  опорно-векторни машини, различни регресионни методи. Според Бориславов изкуственият интелект не е заплаха. „Това не е нож, с който човек може да се пореже или да убие някого. Няма нищо страшно в него. Това е един алгоритъм, който може да помогне при планирането и обработката на резултатите на различни експерименти. Той варира променливи и мери отговора на определена система. Невронната мрежа не е нищо повече от обща функция, която приема като аргументи стойностите на изследваните променливи и връща стойността, която е измерена. В невронната мрежа определен набор от коефициенти се оптимизира така, че да може да възпроизвеждат добре данните, които са в тренировъчната извадка. Това е така нареченият процес на трениране”, обясни Бориславов. 

Едно от нещата, с които се занимаваме, е търсене на връзка между структура на определени органични химични съединения, които могат да бъдат използвани за катоди на литиево и натриево-йонни батерии, и редокспотенциала, тоест какво е напрежението на съответната батерия. Целта е да вкараме максимално количество енергия в колкото се може по-малка единица маса. Колкото по-висок е редокспотенциалът на съответните катодни материали, толкова повече енергия може да се съхранява в такава система със същата маса, каза младият изследовател. 

Той обясни, че има проекти за съхраняване на големи количества „зелена” енергия в национални енергийни мрежи например. 

Друга посока в изследванията на Бориславов и колегите му в института са натриево-йонните батерии. Литият, който се използва масово при батериите, е по-малко разпространен на планетата от натрия и доста по-неравномерно разпределен. Освен това добивът му не е нито евтин, нито екологичен, подчерта Бориславов. За разлика от лития, натриевите соли, натриевите минерали са доста по-разпространени. Дори при изпаряване на морска вода, лесно се добива натриев хлорид, който после да се пречисти, поясни той. Част от алгоритмите, които разработвам, са достатъчно универсални, за да могат да бъдат прилагани и за литиево-йонни, и за натриево-йонни батерии, каза той.

Стенли Уитингам, удостоен с Нобелова награда за химия през 2019 г. като съоткривател на литиево-йонните батерии заедно с Джон Гудинаф и Акира Йошино, е ученият, с когото Бориславов се надява да има възможност да се срещне и разговаря в Линдау. Уитингам е сред нобеловите лауреати, които ще участват в тазгодишното 74-то издание на срещата на нобелови лауреати с млади учени в германския град, и има предвидена лекция. Бориславов би предпочел да дискутира с него фундаментални научни въпроси.

Той очаква и срещите със стотиците млади изследователи от цял свят в Линдау. Бориславов поддържа контакти със свои колеги извън страната, работил е с млади учени от няколко страни в изследователската група на Доналд Трулър в Университета на Минесота, САЩ в продължение на година.

Младият български изследовател се запалил по химията, когато бил в седми клас. Тогава посетил кръжок по химия и се вдъхновил от експериментите. Пред БТА той разказа как успял в дома си да повтори един от експериментите, при който глицерин се запалва с помощта на калиев перманганат и разполовил тежък пепелник. Оттогава не е спирал да се вълнува от химията и й се посвещава.

Следват участия в национални и международни олимпиади по химия. Бориславов е възпитаник на Националната природо-математическа гимназия  „Акад. Любомир Чакалов”, дипломира се като химик в Софийския университет „Климент Охридски”, магистратурата му е медицинска химия.

Убеден е, че химията помага на човечеството да реши ред значими проблеми като смъртоносни инфекции, продоволствена криза, стои в основата на енергийното и индустриално развитие. Може да се каже, че химията е средство за решаване на определени проблеми, но винаги, когато човек решава проблем, това води и до нежелани ефекти, с които да трябва да се пребори по-късно.