Studie über künstliche Intelligenz zur Unterstützung der Entwicklung grüner Materialien

Herkömmliche Werkstoffe und ihre Eigenschaften erweisen sich zunehmend als unzureichend für komplexe, nachhaltige Projekte, wie sie in modernen Energie- und Mobilitätssystemen, aber auch in der Bauindustrie erforderlich sind. Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) können helfen, Materialeigenschaften zu analysieren und zu optimieren. So können beispielsweise physikalische Materialeigenschaften mit Hilfe von KI-Modellen vorhergesagt und die Suche nach neuen Materialien (z. B. für Batterien, Photovoltaik, CO2-Sorbentien für die Kohlenstoffspeicherung, Zementalternativen) beschleunigt werden. Der Fokus des Projekts „Study-AI4GreenMat“ liegt auf der Nutzung von KI für die Entwicklung neuartiger Materialien, um Materialien mit hohem CO2-Fußabdruck oder anderen umweltschädlichen Eigenschaften zu ersetzen, sowie auf der Nutzung bestehender Materialien zur Reduktion negativer Umwelteinflüsse. Die Ziele der BOKU-geführten Arbeiten sind (1) Status Quo und Trends zu Nachhaltigkeitsproblemen in Verbindung mit Materialien mit hoher Relevanz für eine Transformation in Richtung Nachhaltigkeit (Energietransition, Kreislaufwirtschaft). Identifizieren der österreichischen Branchen/Aktivitätsfelder, in denen eine beschleunigte Materialentwicklung größtes Potential hat. (2) Übersicht über die Methode der Materialflussrechnung (MFA), deren methodische Konventionen und verfügbare Datenbanken; Übersicht über die wichtigsten Erkenntnisse aus der MFA, d.h. Materialverbrauch und Materialfußabdruck von Österreich entlang von Materialgruppen, nach Endverwendung und nach Verwendung in Wirtschaftssektoren/Branchen. (3) Übersicht über die Methode der Lebenszyklusanalyse, darin verwendete Wirkungskategorien (impact categories) und Untersuchungseinheit, und verfügbare Datenbanken.