Schweiziska forskare har utvecklat ett artificiellt intelligenssystem som kan revolutionera en av världens mest koldioxidintensiva industrier genom att skapa klimatvänliga cementrecept på bara några sekunder.
Cementindustrin står idag för cirka 8 % av världens CO₂-utsläpp—mer än tre gånger så mycket som hela flygindustrins koldioxidavtryck. AI-systemet, som utvecklats av forskare vid Paul Scherrer-institutet (PSI) i Schweiz, minskar cementens koldioxidavtryck dramatiskt genom att omarbeta dess recept och simulera tusentals ingredienskombinationer för att hitta formuleringar som bibehåller styrkan men släpper ut betydligt mindre CO₂.
"En lovande strategi för att minska utsläppen är att förändra själva cementreceptet—att ersätta en del av klinkern med alternativa cementbaserade material", förklarar matematikern Romana Boiger, förstaförfattare till studien. "Istället för att testa tusentals varianter i labbet kan vi använda vår modell för att generera praktiska receptförslag på några sekunder—det är som att ha en digital kokbok för klimatvänlig cement."
AI-modellen beräknar totala CO₂-utsläpp för olika cementmaterialrecept på millisekunder—ungefär tusen gånger snabbare än traditionell modellering. "Man skulle kunna säga att vi gör geologi i snabbspolning", säger John Provis, chef för Cement Systems Research Group vid PSI och medförfattare till studien.
Den potentiella effekten är betydande. "För att uttrycka det krasst: mänskligheten konsumerar idag mer cement än mat—ungefär ett och ett halvt kilo per person och dag", konstaterar Provis. "Om vi kunde förbättra utsläppsprofilen med bara några procent skulle det motsvara en koldioxidminskning lika stor som tusentals eller till och med tiotusentals bilar."
Det tvärvetenskapliga projektet samlade cementkemister, termodynamikexperter och AI-specialister inom ramen för Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE), ett tvärvetenskapligt forskningsprogram med målet att utveckla vetenskapligt grundade lösningar för att drastiskt minska växthusgasutsläpp inom industri och energiförsörjning.
Även om studien än så länge är ett proof-of-concept hoppas forskarna att deras arbete ska påskynda vägen mot nettonollutsläpp i cementproduktionen. Laboratorietester är fortfarande avgörande, men AI erbjuder en oöverträffad accelerator för att utveckla hållbar, högkvalitativ cement som kan förändra denna kritiska men koldioxidintensiva industri.