Nilikha ng mga Swiss na mananaliksik ang isang AI system na kayang gumawa ng mga recipe ng sementong makakalikasan sa loob lamang ng ilang segundo, na posibleng magbago sa isa sa mga industriyang may pinakamalaking carbon footprint sa mundo.
Ang koponan mula sa Paul Scherrer Institute (PSI) ay bumuo ng isang machine learning approach na kayang bawasan nang malaki ang carbon footprint ng semento sa pamamagitan ng muling pagdidisenyo ng recipe nito. Ang kanilang sistema ay nagsasagawa ng libu-libong simulation ng kombinasyon ng mga sangkap, tinutukoy ang mga recipe na nananatiling matibay ngunit may mas mababang CO2 emissions—at nagagawa ito sa loob lamang ng ilang segundo.
Tinututukan ng inobasyong ito ang isang mahalagang hamon sa klima, dahil ang industriya ng semento ay bumubuo ng halos walong porsyento ng pandaigdigang CO2 emissions—mas mataas pa kaysa sa buong sektor ng aviation sa buong mundo. Ang mga rotary kiln sa mga planta ng semento ay pinapainit hanggang 1,400 degrees Celsius upang sunugin ang dinurog na limestone at gawing clinker, ang pangunahing sangkap ng semento.
Nakakagulat, mas mababa pa sa kalahati ng emissions ng semento ang nagmumula sa proseso ng pagsunog mismo. Ang karamihan ay mula sa mga hilaw na materyales: ang CO₂ na kemikal na nakatali sa limestone ay napapalaya habang ito ay binabago sa mataas na temperatura sa mga kiln.
Isa sa mga epektibong estratehiya upang mabawasan ang emissions ay ang pagbabago ng recipe ng semento sa pamamagitan ng pagpapalit ng ilang bahagi ng clinker ng alternatibong cementitious materials. Ito mismo ang pinag-aaralan ng interdisciplinary team mula sa Laboratory for Waste Management ng PSI.
"Pinapayagan kami nitong magsagawa ng simulation at mag-optimize ng mga pormulasyon ng semento upang makabuo ng mas mababang CO2 emissions nang hindi isinusuko ang mataas na antas ng tibay," paliwanag ni mathematician Romana Boiger, pangunahing may-akda ng pag-aaral. "Sa halip na subukan ang libu-libong bersyon sa laboratoryo, maaari naming gamitin ang aming modelo upang makabuo ng praktikal na mga recipe sa loob lamang ng ilang segundo—parang may digital na cookbook para sa makakalikasan na semento."
Ginagamit na ang mga industrial by-product tulad ng slag mula sa produksyon ng bakal at fly ash mula sa mga planta ng kuryente na gumagamit ng uling bilang pamalit sa ilang bahagi ng clinker sa mga recipe ng semento. Gayunpaman, napakalaki ng demand sa semento sa buong mundo kaya't hindi sapat ang mga materyales na ito. "Ang kailangan natin ay ang tamang kombinasyon ng mga materyales na madaling makuha at mula rito ay makakagawa ng dekalidad at maaasahang semento," ayon kay John Provis, pinuno ng Cement Systems Research Group sa PSI at co-author ng pag-aaral.
Kinailangan ng proyekto ang isang interdisciplinary na approach, pinagsasama ang mga eksperto sa chemistry ng semento, thermodynamics, at AI. Isinagawa ito bilang bahagi ng SCENE (Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions), isang interdisciplinary na programa ng pananaliksik na layuning makabuo ng siyentipikong mga solusyon upang malaki ang mabawas sa greenhouse gas emissions sa industriya at suplay ng enerhiya.
Ang pananaliksik ay inilathala sa journal na Materials and Structures, na nag-aalok ng pag-asa sa decarbonization ng isa sa pinakamahirap baguhing sektor sa laban kontra climate change.