به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، رومینا فاضلی از دانش آموختگان این دانشگاه با راهنمایی دکتر محمد رحمانی عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی این دانشگاه تحقیقاتی را با عنوان ذخیره سازی دی اکسید کربن در چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) با کمک روش‌های هوش مصنوعی اجرایی کرد.
وی در این باره توضیح داد: امروزه توسعه سریع اقتصاد جهانی، صنعتی شدن و گسترش شهرنشینی باعث افزایش تقاضای سوخت‌های فسیلی شده است و مسائلی همچون افزایش دمای کره زمین در اثر انتشار گازهای گلخانه‌ای و غلظت رو به افزایش آنها از مهمترین چالش‌های زیست محیطی به شمار می‌رود. وجود این چالش‌ها باعث بروز تغییرات در شرایط آب و هوایی جهانی شده است. در این میان گاز کربن دی اکسید بیشترین درصد آلایندگی را به خود اختصاص می‌دهد.
این محقق یکی از راهکارهای موثر برای کاهش این آثار ناخواسته را جذب کربن دی اکسید و حذف آن از محیط دانست و اضافه کرد: از این رو در این پژوهش از چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) برای جذب و ذخیره سازی دی اکسید کربن استفاده شد.
این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر چارچوب‌های آلی فلزی را دسته‌ای از مواد کریستالی متخلخل دانست که از اتصال یون‌های فلزی یا کلاسترهای فلزی و لیگاندهای آلی تشکیل شده‌اند و کاربردهای زیادی به ویژه در جذب، جداسازی و ذخیره سازی گازها دارند.
فاضلی تاکید کرد: این جاذب‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود همچون ساختار قابل تنظیم، سطح ویژه بالا و غیرآلایندگی، از پتانسیل بالایی برای ذخیره سازی دی اکسید کربن برخوردار هستند. انتخاب روش مناسب برای کاربردی خاص یک چالش مهم است؛ زیرا بررسی عملکرد تعداد زیادی چارچوب آلی فلزی در مقیاس آزمایشگاهی امری زمان‌بر و پرهزینه به شمار می رود؛ از این رو، با استفاده از یادگیری ماشین که شاخه‌ای از هوش مصنوعی است، عملکرد هزاران چارچوب آلی فلزی برای فرآیندهای مورد نظر با روشی مقرون به صرفه مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی اضافه کرد: بر این اساس در این پروژه با دریافت مجموعه بزرگی از اطلاعات و با استفاده از آمار و برخی الگوریتم‌ها، الگو و روابط بین داده‌ها شناسایی شد و مدل‌سازی بین ورودی و خروجی سیستم انجام گرفت. در این پژوهش ضمن ایجاد مدل با استفاده از کتابخانه تنسور فلو، از ۶ الگوریتم یادگیری ماشین که از زیرمجموعه‌های هوش مصنوعی و جزو روش‌های تلفیقی است، استفاه شد.
به گفته وی، نتیجه این تحقیق در صنایع انرژی برای جذب کربن دی اکسید حاصل از گازهای خروجی نیروگاه‌ها و کارخانه‌ها قابل استفاده است. این امر می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و مقابله با تغییرات آب و هوایی کمک کند.
این محقق ذخیره سازی مطلوب دی اکسید کربن را از دیگر دستاوردهای این طرح دانست که دارای ارزش‌های زیادی است و از آن جمله می توان به بهبود ازدیاد برداشت نفت از طریق روش‌های مناسب مهندسی مخزن، استفاده از دی اکسید کربن جذب شده برای تولید مواد شیمیایی صنعتی، از جمله متانول و کود شیمیایی اشاره کرد.
فاضلی با اشاره به ویژگی‌های این طرح گفت: از جمله کاربرد و ویژگی این طرح این است که می‌تواند برای طراحی و توسعه چارچوب‌های آلی فلزی با عملکرد جذب کربن دی اکسید بهبودیافته استفاده شود. این چارچوب ها در صنایع مختلفی مانند انرژی، محیط زیست و مواد کاربردهای مختلفی دارند.