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合适的化学

可以大数据,AI和化学脚印帮助可再生能源部门避免有毒废物遗产?

太阳能电池板制造在工厂
Sondem.

数字经济的推出已经推出,它扩大了颠覆性技术,如预测分析,人工智能(AI)和机器人,即容易被用于改变市场。但我们还可以使用这些突破性技术来加速更安全,更可持续的材料的发展,可再生能源部门吗?

从一个增长最快的清洁能源领域之一开始,这是一个独特的协作正在问自己的根本问题。

三年前,布法罗大学材料设计与创新部,清洁生产行动(CPA)和尼亚加拉股创造了再生经济(核心)的协作。核心认识到缩放清洁能源技术的关键社会重要性,如太阳能解决气候危机。但要持续做到这一点,我们需要集体规模的解决方案来减少妨碍循环经济的有毒化学品和稀缺,不可折扣的材料。

毒性和环境影响的问题往往是在设计阶段的事后,这主要集中在提高材料的技术功能和效率。与2050年的太阳能电池板有超过7800万吨污染的废物,预计将在2050年达到垃圾填埋场,这种趋势需要逆转。

为了改善太阳能电池板的生命周期足迹,大数据工具可以帮助制造商将人类健康和环境标准嵌入材料和产品设计阶段的前端。

我们需要集体缩放解决方案,以减少妨碍循环经济的有毒化学品和稀缺,不可折扣的材料。

在最近发布的报告中,“变革的元素:向前迈进更清洁更安全的未来,”核心概述了可再生能源公司的策略:

  • 减少产品的化学脚印,供应链和制造;
  • 涂上机器学习以设计无铅面板的设计技术;和
  • 使用大数据工具快速表征化学品并识别更安全的溶剂。

安全地满足可再生能源技术的需求

太阳能以及其他清洁能源技术,取决于危险化学品和新材料,以降低成本和优化效率。这些化学物质中的一些是不安全的环境和人类健康。

例如,太阳能技术依赖于在太阳能电池和制造方法中使用的氢氟酸中的含有铅的有毒材料。这对于在整个生产到生产中的可再生能源技术的危险化学品暴露于危险化学品的工人特别有害。

太阳能部门并不孤单。根据国际劳工组织的说法,超过2,780,000名工人每年都在全球死亡,不安全和不健康的工作条件。联合国人权委员会估计,一名工人至少每30秒死于暴露于有毒工业化学品,杀虫剂,粉尘,辐射等有害物质。

CPA与电子部门为驾驶员的工作更安全化学品适用于太阳能部门和所有清洁能源技术。例如,HP,Inc是其工作的领导者,以减少其化学足迹,以其参与年度化学足迹调查记录。该调查衡量了公司的化学足迹,防止了最佳实践。它在碳披露项目上进行了建模,开放和透明,提供具有更安全化学用途的太阳能公司。

Apple使用CPA的Greenscreen对其供应商提供指导,即将使用作为清洁剂和供应链中的危险化学品的危险化学品。GREENSCREEN是一家领先的危险评估工具,基于跨越18人体健康和环境终点的表现来基准化学品。太阳能公司可以使用此工具识别对氢氟酸等有问题材料的更安全的解决方案。

这些领先的电子公司甚至与CPA和学者等非营利组织合作,形成了清洁的电子生产网络(CEPN),旨在消除工作场所中有毒物质。

这是与计算机,电子产品和其他信息技术的制造有关的大规模承诺。太阳能制造商拆除了类似的制造平台,这些平台可以从CEPN创造的工具和资源中受益,以便使用供应商进行全面化学库存和更安全的替代。

今天的太阳能公司可以通过电子公司的效果,并对更安全的化学用途进行有意义的进展来适应CEPN工具和策略。但对于所有这些公司来说,仍然存在重大挑战,特别是太阳能 - 发现新材料相对于其增长预测所需的时间。这是核心相信AI,机器学习和预测分析的地方可以发挥作用,在加速物质发现过程中对人类健康和环境的益处以及优化的技术性能。

使用大数据和AI加速材料发现

typi高性能材料的发展cally takes decades, sometimes up to 30 years to commercialize a new material. Big data tools can organize the large volumes of disaggregated information companies need to improve the technical, environmental and social performance of materials. Solar companies that participate annually in the CPA Chemical Footprint Survey to measure their chemical footprint and track their performance against best practices, can leverage these tools to map patterns and impacts necessary for decisionmaking and prioritization.

例如,在太阳能电池板中的铅在这些产品的生产和处置中存在问题。电子公司已显示,可以设计无铅电子产品,但太阳能公司仍然非常依赖基于铅的技术。即使使用下一代太阳能电池板 - 例如,基于Perovskite的太阳能电池板也表明了提高面板效率的可能性,但它们的化学依赖于铅。

理性设计是一种绕过试验和错误方法的过程,基于对基本科学绩效的预测理解来创造新材料。

核心证明“数据指纹”可以提供普罗夫斯基钛矿晶体化学特征的强大表示。这是克服更安全替代的障碍的关键,例如铅。

数据驱动的筛选工具和机器学习方法可以帮助导航与太阳能设备制造中使用的新和新兴化学物质相关的信息的复杂性。这包括利用先进的材料建模和信息学技术来识别用于可再生技术(太阳能)的新材料化学的合理设计的途径,这使得最大限度地减少不良环境和人类健康影响而不会影响功能。

理性设计是一种绕过试验和错误方法的过程,基于对基本科学绩效的预测理解来创造新材料。在寻找适当的材料化学质量,这些材料符合最小危险和增强的工程性能的多种功能度量,要求我们探索化学搜索空间,这些空间对于使用传统方法可以在合理的时间范围内探索和制定关键发现。

核心要求通过应用材料信息和基于物理学的建模来填补科学知识的差距来解决这一挑战,然后指导加速材料发现和太阳能技术设计。在核心,我们的目标是更好地了解化学的原子规模变化如何对太阳能电池的材料制造,性能和可持续性的多尺度影响。竞彩足球app怎么下载

欧盟委员会最近宣布了一种新的化学策略,为其绿色新的交易,为其公民提供了无毒的未来,并为零污染计划进行了规划。该计划包括绿色和更安全的材料创新的新投资。这项政策将刺激对更环保的需求,更安全的产品;对可再生能源公司的压力造成更全面地思考其生命周期的影响。

通过在电子部门广泛建立的最佳实践并利用AI和大数据的未开发益处,太阳能公司可以为可再生能源部门带来改变化学脚印并加速更安全材料的可再生能源领域。

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