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Die Baubranche im Wandel: Schweizer Forscher entwickeln nachhaltigen Zement

Der Zementsektor steht unter enormem Druck, seine CO2-Bilanz drastisch zu verbessern. Die Produktion von Zement ist weltweit für einen erheblichen Anteil der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Doch es gibt Hoffnung: Forscher des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) in der Schweiz arbeiten an einer revolutionären Lösung – einem KI-gestützten „Kochbuch“ für klimafreundlichen Zement.

Das Problem: Hohe CO2-Emissionen bei Zementproduktion

Die Herstellung von Zement erfordert hohe Temperaturen und setzt große Mengen an Kohlendioxid (CO2) frei. Dies geschieht hauptsächlich durch die Kalzinierung von Kalkstein, einem Hauptbestandteil von Zement. Die Suche nach Alternativen und nachhaltigeren Mischungen ist daher von entscheidender Bedeutung für den Kampf gegen den Klimawandel.

Die Lösung: KI-Modell als „Zement-Kochbuch“

Das PSI hat ein speziell entwickeltes künstliche Intelligenz (KI)-Modell ins Leben gerufen, das als eine Art „Kochbuch“ für Zementmischungen fungiert. Dieses Modell analysiert eine Vielzahl von Datenpunkten – darunter die chemische Zusammensetzung verschiedener Materialien, deren physikalische Eigenschaften und deren Auswirkungen auf die Zementeigenschaften. Es kann so Millionen von möglichen Zementmischungen simulieren und vorhersagen, welche am vielversprechendsten für eine Reduktion von CO2-Emissionen sind, ohne dabei die Qualität und Stabilität des Zements zu beeinträchtigen.

Wie funktioniert die KI-gestützte Zementforschung?

Die Forscher füttern das KI-Modell mit umfangreichen Daten, die aus Laborversuchen und Simulationen gewonnen wurden. Das Modell lernt, Muster und Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Inhaltsstoffen und den resultierenden Eigenschaften des Zements zu erkennen. Es kann dann neue Mischungen vorschlagen, die auf bestimmte Anforderungen zugeschnitten sind, beispielsweise eine hohe Festigkeit bei geringem CO2-Fußabdruck. Dieser iterative Prozess ermöglicht es den Forschern, schnell und effizient neue, nachhaltigere Zementmischungen zu entwickeln.

Vorteile der neuen Technologie

• Reduzierung der CO2-Emissionen: Die Entwicklung klimafreundlicher Zemente trägt maßgeblich zur Reduktion der Treibhausgasemissionen der Baubranche bei.
• Effizienzsteigerung: Das KI-Modell beschleunigt den Forschungsprozess und ermöglicht es, schnell vielversprechende Mischungen zu identifizieren.
• Anpassungsfähigkeit: Das Modell kann an verschiedene regionale Bedingungen und verfügbare Materialien angepasst werden.
• Nachhaltige Baustoffe: Die neuen Zemente tragen zu einer nachhaltigeren Bauweise bei und helfen, die Umweltbelastung zu reduzieren.

Ausblick: Die Zukunft des nachhaltigen Bauens

Die Entwicklung des KI-gestützten „Zement-Kochbuchs“ ist ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigeren Baubranche. Die Technologie hat das Potenzial, die Zementproduktion grundlegend zu verändern und einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Das PSI arbeitet weiterhin an der Verbesserung des Modells und der Entwicklung neuer, noch klimafreundlicherer Zemente. Die Ergebnisse dieser Forschung sind nicht nur für die Schweiz von Bedeutung, sondern können auch weltweit angewendet werden, um den Weg für eine grünere und nachhaltigere Zukunft des Bauens zu ebnen.