的推出数字经济带来了扩大颠覆性技术,如预测分析,人工智能(AI)和机器人,很容易被用来改变市场。但是我们也可以使用这些突破技术加快发展更安全、更可持续的材料为可再生能源部门吗?
增长最快的国家之一,从清洁能源领域,太阳能技术,这是一个独特的合作实验室的基本问题是问自己。
三年前,材料设计和创新的部门在布法罗大学,清洁生产行动(CPA)和尼亚加拉共享创造了再生经济合作实验室(核心)。核心识别关键的社会重要性比例清洁能源技术,如太阳能解决气候危机。但可持续地做到这一点,我们需要共同解决规模减少有毒化学物质的使用和稀缺,不可回收的材料,阻碍了循环经济。
毒性和环境影响等问题往往是事后在设计阶段,这主要是集中在改善材料的技术功能和效率。有超过7800万吨的污染浪费与太阳能电池板将在2050年达到垃圾填埋场,需要扭转这个趋势。
提高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嵌入人类健康和环境标准的前端设计阶段的材料和产品。
我们需要共同解决减少有毒化学物质的使用和规模不足,不可回收的材料,阻碍循环经济。
在最近发布的一份报告,“元素的变化:一起前进引向一个更清洁更安全的未来,“核心概述了可再生能源公司的策略:
- 减少化学产品的足迹,供应链和制造;
- 应用机器学习为无铅板设计技术;和
- 使用大数据工具快速化学特点,确定安全的溶剂。
安全满足需求为可再生能源技术
太阳能和其他清洁能源技术,取决于危险化学品和新材料降低成本和优化效率。其中的一些化学反应是不安全的对环境和人类健康。
例如,太阳能技术依赖于有毒物质如铅在太阳能电池和氢氟酸生产过程中使用。这是特别有害的工人暴露于危险化学品在整个生命周期的可再生能源技术生产处理。
太阳能行业并不是唯一一个重大挑战。全球每年超过2780000名工人死于不安全的和不健康的工作环境,根据国际劳工组织。联合国人权委员会估计,一名工人死亡,至少每30秒接触有毒的工业化学品,农药、灰尘、辐射和其他有害物质。
注册会计师的工作与电子行业司机安全化学适用于太阳能行业和所有的清洁能源技术。例如,惠普公司领导人在努力减少其化学足迹,记录了其参与年度化学足迹调查。这个调查衡量一个公司的化学足迹与最佳实践。它是仿照碳披露项目,是开放和透明,为太阳能公司提供一个路线图化学安全使用。
苹果使用注册会计师的参与指导供应商在更安全的替代化学危险品使用清洁剂和它的供应链。参与是一个领先的风险评估工具,基于性能的基准物质在18人类健康和环境的结束点。太阳能公司可以使用此工具来确定安全的解决有问题的材料,如氢氟酸。
这些领先的电子公司甚至与非营利组织如CPA和学者形成清洁电子生产网络(CEPN),旨在消除在工作场所接触有毒物质。
这是一个巨大的事业相关制造电脑、电子产品和其他信息技术。太阳能制造商摆脱类似的制造平台,有望受益于工具和资源CEPN是创建完整的化学库存与供应商和更安全的替代。
太阳能公司今天能适应CEPN工具和策略,证明了有效的电子公司,进行有意义的安全使用化学的进展。但仍然是一个重大的挑战对于这些公司来说,尤其是太阳能所花费的时间发现新材料相对于他们的增长预测。这就是核心认为,人工智能,机器学习和预测分析可以扮演一个角色在加速过程中材料的发现有利于人类健康和环境的技术性能进行了优化。
使用大数据和人工智能加速材料的发现
高性能材料的发展通常需要几十年的时间,有时多达30年商业化新材料。大数据工具可以组织分类信息的大量企业需要提高技术、环境和社会绩效的材料。太阳能公司,每年参与注册会计师化学足迹调查来衡量他们的化学足迹和跟踪性能与最佳实践,可以利用这些工具来映射模式和影响决策的必要条件和优先级。
例如,在太阳能电池板的使用是有问题的在这些产品的生产和处理。电子公司已经显示可以设计无铅电子产品,但太阳能公司仍然非常依赖于含铅技术。也是如此的下一代太阳能电池板——例如,perovskite-based太阳能电池板可能增加面板的效率,但他们的化学是依赖于领先地位。
合理的设计是一个过程,绕过试错方法和创建新材料基于预测控制材料性能的基础科学的理解。
核心已经证明了,“数据指纹”可以提供一个强大的钙钛矿晶体化学特征的表示。这是克服障碍的关键安全替代有毒元素如铅。
数据驱动的筛查工具和机器学习方法可以帮助导航信息的复杂性与新的和新兴的化学物质用于生产太阳能设备。这包括利用先进材料建模和信息技术来识别路径的合理的设计新材料化学再生技术(太阳能),减少不良环境和人类健康的影响不影响功能。
合理的设计是一个过程,绕过试错方法和创建新材料基于预测控制材料性能的基础科学的理解。寻找合适的化学材料,满足多种功能指标的最小风险和增强工程性能要求我们探索化学搜索空间太大得离谱的探索,并在合理的时间内做出重要发现使用传统方法。
核心旨在应对这一挑战通过应用材料信息学和基于物理建模在科学知识以填补空白,然后引导加速材料的发现和设计对太阳能技术。在核心,我们的目标是更好地理解量子化学有一个多尺度的变化如何影响材料制造、太阳能电池的性能和可持续性。必威体育2018
欧盟委员会(European Commission)最近宣布了一项新的化学策略因其绿色新政,承诺为其公民和一个无毒的未来计划,零污染。该计划包括为绿色和安全的材料创新新投资。这对环保政策将刺激需求,更安全的产品;可再生能源公司施压更全面思考他们的生命周期的影响。
最佳实践的基础上建立了广泛的电子行业,利用人工智能的尚未开发的好处和大数据,太阳能公司可以为可再生能源行业带头转变它们的化学足迹和加速采用更安全的材料。
