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AI系统数秒内大幅削减水泥碳足迹

瑞士保罗谢勒研究所的研究人员开发出一种人工智能系统,能够快速设计出显著降低碳排放的环保型水泥配方。该机器学习模型可在毫秒级时间内模拟数千种原料组合,找出既能保持水泥强度又能大幅减少环境影响的配方。这一突破有望彻底改变目前占全球碳排放约8%的水泥行业,其排放量甚至超过整个航空业。
AI系统数秒内大幅削减水泥碳足迹

瑞士研究人员开发的一项突破性人工智能系统,有望彻底革新全球碳排放最密集的产业之一——水泥生产。

保罗谢勒研究所核工程与科学中心的跨学科团队,研发出一种AI模型,堪称“数字食谱”,能够在数秒内生成优化的环保水泥配方,而传统测试则需耗时数月甚至数年。

“我们无需在实验室中测试上千种配方变化,只需利用我们的模型,就能在几秒钟内获得实用的配方建议。”该研究的首席作者、数学家罗玛娜·博伊格尔(Romana Boiger)解释道。该AI系统计算不同水泥配方的总CO2排放速度,比传统建模方法快约1000倍。

这一创新意义重大。水泥生产约占全球碳排放的8%——是整个航空业的三倍多。排放主要来自两个方面:一是将回转窑加热至1400°C所需的高能耗,二是更为重要的,石灰石转化为熟料过程中化学释放的CO2。

该AI系统正是针对这些排放,通过识别可部分替代熟料、同时保持水泥关键粘结性能的替代胶凝材料,来实现减排。“即使我们只将排放改善几个百分点,也相当于减少了数千甚至数万辆汽车的二氧化碳排放。”保罗谢勒研究所水泥系统研究组负责人约翰·普罗维斯(John Provis)指出。

本项研究作为瑞士净零排放卓越中心(SCENE)项目的一部分,融合了水泥化学、热力学与人工智能等多学科专业知识。尽管团队已发现许多有前景的水泥配方,这些候选配方仍需经过实验室测试,才能最终应用于建筑行业。

随着全球对绿色水泥需求的增长——预计到2029年市场规模将达521.5亿美元——这项AI创新为基础建材的脱碳迈出了关键一步。该技术展示了人工智能如何加速应对我们最紧迫的环境挑战。

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