This post is also available in:
English (אנגלית)
פיתוח פורץ דרך מהמכון הקוריאני לחקר האנרגיה (KIER) חולל מהפכה בניתוח של נייר סיבי פחמן, מרכיב חיוני בתאי דלק מימן. בהובלתו של ד"ר צ'י-יונג ג'ונג במרכז המחקר וההדגמה של KIER, שיטה חדשנית זו משתמשת בבינה מלאכותית (AI) וטכנולוגיית תאום דיגיטלי כדי לנתח את המיקרו-מבנה של נייר סיבי פחמן פי 100 מהר יותר מאשר טכניקות מסורתיות, על פי TechXplore.
נייר סיבי פחמן משחק תפקיד קריטי בתאי דלק מימן, בכך שמסייע בפריקת מים ואספקת דלק בתוך הערימות. עם זאת, עם הזמן, החומר עובר שינויים במבנה, בציפוי ובסידור הסיבים שלו, מה שיכול להוביל לירידה בביצועי תא הדלק. אבחון שינויים אלה דרש באופן מסורתי שיטות הרסניות שדורשות זמן רב, הכוללות חילוץ ובדיקה של דגימות סיבי פחמן באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים.
השיטה החדשה שפותחה על ידי הצוות של ד"ר ג'ונג מבטלת את הצורך הזה בבדיקות הרסניות. באמצעות טומוגרפיה של קרני רנטגן בשילוב עם עיבוד תמונה מבוסס AI, הצוות יכול כעת לנתח את החומר בזמן אמת כמעט מבלי לפגוע בדגימה. טכנולוגיה זו מספקת מפה תלת-ממדית מפורטת ומדויקת של המיקרו-מבנה של נייר סיבי הפחמן, כולל סיבי הפחמן, החומר המקשר והציפויים שלו.
כדי לאמן את מודל הבינה המלאכותית, החוקרים השתמשו בנתונים מיותר מ-200 דגימות נייר של סיבי פחמן, ובסך הכל הוציאו 5,000 תמונות. מודל למידת המכונה השיג דיוק מרשים של מעל 98% בחיזוי ההפצה והסידור של רכיבי המפתח של החומר. דבר זה מאפשר זיהוי מהיר של כל התבלות או נזק, ומאפשר אבחון בזמן ותחזוקה של תא הדלק.
שיטת הניתוח החדשה, שפורסמה בכתב העת Applied Energy, מפחיתה באופן דרסטי את הזמן הדרוש לאבחון, על פי TechXplore. בעוד שהשיטות המסורתיות לוקחות לפחות שעתיים, מודל זה המופעל על ידי בינה מלאכותית יכול להעריך את מצבו של נייר סיבי פחמן תוך שניות ספורות באמצעות ציוד טומוגרפיה של קרני רנטגן בלבד.
בנוסף לשיפור אבחון תאי הדלק, הצוות השתמש בנתונים מהמודל שלהם כדי לחקור כיצד גורמים עיצוביים – כגון עובי נייר סיבי פחמן ותוכן החומר המקשר – משפיעים על יעילות תאי הדלק. הם גם הציעו עיצוב אידיאלי שיכול לייעל את ביצועי תאי הדלק.
ד"ר ג'ונג ציין כי גישה זו לא רק משפרת את המהירות והדיוק של ניתוח תאי דלק, אלא גם בעלת יישומים פוטנציאליים בתחומים כמו סוללות משניות ואלקטרוליזת מים, מה שמסמן קפיצה משמעותית קדימה במחקר חומרי אנרגיה.
