Sveitsiläiset tutkijat ovat kehittäneet tekoälyjärjestelmän, joka voi mullistaa yhden maailman hiili-intensiivisimmistä teollisuudenaloista luomalla ilmastoystävällisiä sementtireseptejä sekunneissa.
Sementtiteollisuus tuottaa tällä hetkellä noin 8 % maailman CO₂-päästöistä—yli kolme kertaa enemmän kuin koko ilmailualan hiilijalanjälki. Paul Scherrer -instituutin (PSI) tutkijoiden kehittämä tekoälyjärjestelmä pienentää sementin hiilijalanjälkeä merkittävästi uudistamalla sen reseptiä ja simuloimalla tuhansia ainesosayhdistelmiä löytääkseen koostumuksia, jotka säilyttävät lujuuden mutta tuottavat huomattavasti vähemmän CO₂-päästöjä.
"Yksi lupaava keino vähentää päästöjä on muuttaa itse sementin reseptiä—korvaamalla osa klinkkeristä vaihtoehtoisilla sideaineilla", selittää matemaatikko Romana Boiger, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja. "Sen sijaan, että testaisimme tuhansia variaatioita laboratoriossa, voimme käyttää malliamme tuottamaan käytännöllisiä reseptiehdotuksia sekunneissa—se on kuin digitaalinen keittokirja ilmastoystävälliselle sementille."
Tekoälymalli laskee eri sementtikoostumusten kokonais-CO₂-päästöt millisekunneissa—noin tuhat kertaa nopeammin kuin perinteiset mallinnusmenetelmät. "Voisi sanoa, että teemme geologiaa pikakelauksella", sanoo John Provis, PSI:n Cement Systems Research Groupin johtaja ja tutkimuksen toinen kirjoittaja.
Vaikutus voi olla merkittävä. "Suoraan sanottuna ihmiskunta kuluttaa nykyään enemmän sementtiä kuin ruokaa—noin puolitoista kiloa henkilöä kohden päivässä", Provis huomauttaa. "Jos onnistuisimme parantamaan päästöprofiilia edes muutamalla prosentilla, se vastaisi hiilidioksidipäästöjen vähennystä, joka on tuhansien tai jopa kymmenientuhansien autojen luokkaa."
Tämä monitieteinen hanke toi yhteen sementtikemistejä, termodynamiikan asiantuntijoita ja tekoälyspesialisteja osana Sveitsin Nettonollapäästöjen huippuosaamiskeskusta (SCENE), monitieteistä tutkimusohjelmaa, jonka tavoitteena on kehittää tieteellisesti perusteltuja ratkaisuja teollisuuden ja energiantuotannon kasvihuonekaasupäästöjen radikaaliin vähentämiseen.
Vaikka tutkimus on tällä hetkellä vasta proof-of-concept -tasolla, tutkijat toivovat työnsä nopeuttavan sementintuotannon siirtymistä kohti nettonollapäästöjä. Laboratoriotestit ovat yhä välttämättömiä, mutta tekoäly tarjoaa ennennäkemättömän vauhdittajan kestävän ja laadukkaan sementin kehittämiselle—tämä voi muuttaa koko tämän kriittisen mutta hiili-intensiivisen teollisuudenalan.