PrISMa valuta i materiali potenziali attraverso un processo dettagliato che include la chimica quantistica e la valutazione del ciclo di vita, dimostrando la sua efficacia in studi di caso globali e riducendo notevolmente i costi in settori come la produzione di cemento. Il divario tra la ricerca fondamentale e la sua applicazione pratica è spesso un ostacolo significativo per le tecnologie volte a raggiungere l’obiettivo zero emissioni nette. Questo divario, talvolta descritto come ‘la valle della morte’, è particolarmente evidente nel campo della cattura del carbonio, dove i materiali innovativi sono essenziali per rimuovere l’anidride carbonica dai gas di scarico industriali, impedendo così al carbonio di entrare nell’atmosfera.
I chimici hanno proposto e sintetizzato migliaia di nuovi materiali porosi, come i framework organo-metallici, progettati specificamente per catturare il più alto volume possibile di anidride carbonica. Tuttavia, nonostante i risultati promettenti in laboratorio, è difficile prevedere l’efficacia di questi materiali in scenari reali, rendendo minime le possibilità che superino la ‘valle della morte’.
La piattaforma PrISMa, guidata dalla Professoressa Susana Garcia, coordinatrice del progetto e Direttrice Associata del Centro di Ricerca per la Cattura, l’Utilizzo e lo Stoccaggio del Carbonio presso l’Università di Heriot-Watt, utilizza simulazioni avanzate e apprendimento automatico per identificare le combinazioni di materiali e processi più economicamente vantaggiose e sostenibili prima della loro implementazione. Questo approccio innovativo accelera la scoperta di materiali ad alte prestazioni per la cattura del carbonio, superando i metodi tradizionali di tentativi ed errori.
PrISMa ha già ottenuto risultati impressionanti, essendo stata utilizzata per simulare con precisione l’implementazione delle tecnologie di cattura del carbonio in impianti di cemento situati in diverse regioni del mondo. Ha identificato materiali adatti per ogni località, riducendo i costi della metà rispetto alle tecnologie precedenti. Inoltre, PrISMa offre uno strumento interattivo che permette agli utenti di esplorare il potenziale di oltre 1.200 materiali per applicazioni di cattura del carbonio.
L’espansione delle frontiere tecnologiche con l’apprendimento automatico aumenta la probabilità di avanzare alcuni di questi materiali al livello successivo di prontezza tecnologica. Fergus Mcilwaine, uno studente di dottorato che guida le attività di apprendimento automatico nel team della Professoressa Garcia, ha sottolineato che la selezione di un così grande numero di materiali richiede enormi quantità di tempo computazionale. Il modello di apprendimento automatico sviluppato accelera significativamente questo processo, consentendo la scoperta di materiali economicamente vantaggiosi da vasti spazi di progettazione chimica.