أحرز الباحثون في جامعة تورنتو تقدمًا كبيرًا في مجال الطاقة المستدامة باستخدام الذكاء الاصطناعي، حيث يركزون على تحسين كفاءة إنتاج الهيدروجين الأخضر من خلال تطوير المحفزات باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي.
ما هو الهيدروجين الأخضر؟
الهيدروجين الأخضر يتم إنتاجه عن طريق فصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء المتجددة، ويُعتبر بديلًا واعدًا للوقود الأحفوري بسبب انبعاثه الوحيد هو بخار الماء وليس ثاني أكسيد الكربون.
هذه العملية تعرف بالتحليل الكهربائي، ولها القدرة على تقليل الكربون من القطاعات الصعبة مثل الصناعة الثقيلة والنقل لمسافات طويلة، ومع ذلك، تتطلب الأساليب الحالية قدرًا كبيرًا من الكهرباء وتشمل المعادن باهظة الثمن.
دور الذكاء الاصطناعي في تحسين إنتاج الهيدروجين الأخضر
إحدى التحديات في إنتاج الهيدروجين الأخضر هي العثور على المحفزات المناسبة التي تجعل العملية أكثر كفاءة وأقل تكلفة.
حيث كانت الطريقة التقليدية في العثور على المحفزات تعتمد على التجربة والخطأ، وهو نهج طويل ومعقد عند التعامل مع ملايين التركيبات المعدنية المحتملة.
تقدم فريق جامعة تورنتو
قامت مجموعة بقيادة الطالب جهاد عابد من جامعة تورنتو بتطوير برنامج ذكاء اصطناعي لتسريع البحث عن المحفزات. حيث قام النظام بتحليل أكثر من 36،000 تركيبة من أكاسيد المعادن عبر المحاكاة الافتراضية، لتحديد التركيبات الواعدة لاختبارات إضافية.
وقد أثبتت النتائج أن برنامج الذكاء الاصطناعي يمكن أن يسرع بشكل كبير عملية البحث عن المحفزات مقارنة بالطرق التقليدية.
النتائج والإنجازات
استخدم الباحثون من المركز الوطني الكندي لأبحاث إشعاع السنكروترون التركيبات التي أوصى بها الذكاء الاصطناعي، ووجدوا أن مزيجًا محددًا من الروثينيوم والكروم والتيتانيوم كان أداؤه أفضل بمقدار 20 مرة من أحد المعادن القياسية من حيث الاستقرار والكفاءة.
هذا الإنجاز يعزز إمكانات الذكاء الاصطناعي في تسريع البحث وتطوير المحفزات.
تطبيقات الذكاء الاصطناعي الأخرى
الذكاء الاصطناعي يساهم أيضًا في تحسين تصميم وتشغيل أنظمة الطاقة المتجددة. يشمل ذلك:
- تحسين المحلل الكهربائي: تحسين كفاءة وجودة وسلامة تصنيع المحلل الكهربائي.
- الصيانة التنبؤية: التنبؤ بفشل المعدات وتحسين جداول الصيانة لتقليل تكاليف التشغيل ووقت التوقف.
- إدارة سلسلة التوريد: تبسيط سلسلة التوريد للهيدروجين الأخضر، مما يعزز الكفاءة ويقلل النفايات.
