Penyelidik Switzerland telah mencipta satu sistem AI yang menulis resipi simen mesra iklim dalam beberapa saat, berpotensi mengubah salah satu industri paling intensif karbon di dunia.
Pasukan di Institut Paul Scherrer (PSI) telah membangunkan pendekatan pembelajaran mesin yang boleh mengurangkan jejak karbon simen secara dramatik dengan mereka semula resipinya. Sistem mereka mensimulasikan ribuan kombinasi bahan, mengenal pasti yang mengekalkan integriti struktur sambil menghasilkan jauh lebih sedikit CO2—semuanya dalam beberapa saat.
Inovasi ini menyasarkan cabaran iklim yang signifikan, memandangkan industri simen menghasilkan sekitar lapan peratus daripada pelepasan CO2 global—lebih banyak daripada seluruh sektor penerbangan dunia. Relau berputar di kilang simen dipanaskan sehingga 1,400 darjah Celsius untuk membakar batu kapur menjadi klinker, bahan mentah untuk simen siap guna.
Secara mengejutkan, kurang daripada separuh pelepasan simen datang daripada proses pembakaran itu sendiri. Majoriti dilepaskan daripada bahan mentah: CO₂ yang terikat secara kimia dalam batu kapur dilepaskan semasa transformasinya dalam relau bersuhu tinggi.
Salah satu strategi yang menjanjikan untuk mengurangkan pelepasan adalah dengan mengubah resipi simen dengan menggantikan sebahagian klinker dengan bahan simen alternatif. Inilah yang sedang dikaji oleh pasukan antara disiplin di Makmal Pengurusan Sisa PSI.
"Ini membolehkan kami mensimulasikan dan mengoptimumkan formulasi simen supaya ia mengeluarkan jauh lebih sedikit CO2 sambil mengekalkan tahap prestasi mekanikal yang tinggi," jelas ahli matematik Romana Boiger, penulis utama kajian tersebut. "Daripada menguji ribuan variasi di makmal, kami boleh menggunakan model kami untuk menghasilkan cadangan resipi yang praktikal dalam beberapa saat—ia seperti mempunyai buku resipi digital untuk simen mesra iklim."
Produk sampingan industri seperti sanga daripada pengeluaran besi dan abu terbang daripada loji janakuasa arang batu sudah digunakan untuk menggantikan sebahagian klinker dalam formulasi simen. Namun, permintaan simen global sangat besar sehingga bahan-bahan ini sahaja tidak mencukupi. "Apa yang kita perlukan ialah gabungan bahan yang betul, tersedia dalam kuantiti besar dan boleh menghasilkan simen berkualiti tinggi serta boleh dipercayai," kata John Provis, ketua Kumpulan Penyelidikan Sistem Simen di PSI dan penulis bersama kajian tersebut.
Projek ini memerlukan pendekatan antara disiplin, menghimpunkan ahli kimia simen, pakar termodinamik, dan pakar AI. Ia dijalankan sebagai sebahagian daripada SCENE (Pusat Kecemerlangan Switzerland untuk Pelepasan Sifar Bersih), satu program penyelidikan antara disiplin yang bertujuan membangunkan penyelesaian saintifik untuk mengurangkan pelepasan gas rumah kaca secara drastik dalam industri dan bekalan tenaga.
Kajian ini telah diterbitkan dalam jurnal Materials and Structures, menawarkan laluan yang menjanjikan ke arah penyahkarbonan salah satu sektor paling mencabar dalam usaha memerangi perubahan iklim.