Effectievere en duurzamere materialen zijn essentieel voor veel van de oplossingen die worden bedacht voor klimaatvraagstukken. Dat gaat van kritieke grondstoffen voor batterijen tot materialen die CO2 aan zich binden.
Snellere ontwikkeling van dergelijke materialen is dan ook één van de argumenten waarmee de Brits-Nederlandse startup CuspAI de markt op is gegaan. Door chemisch onderzoek met behulp van AI drastisch te versnellen moeten doorbraken eerder worden bereikt.
Deze week beklonk CuspAI een nieuwe financieringsronde van 450 miljoen dollar, nadat het bedrijf vorig jaar al 100 miljoen dollar ophaalde.
CuspAI: materialenonderzoek met factor tien versnellen
CuspAI heeft als belangrijkste doel om het proces van materiaalonderzoek in hoge mate te automatiseren, zodat kansrijke nieuwe materialen veel sneller geïdentificeerd kunnen worden.
‘Traditioneel scheikundig onderzoek doorloopt een cyclus waarbij er eerst literatuuronderzoek wordt gedaan, daarna een onderzoeksvoorstel komt voor het ontwerpen van nieuwe moleculen, er experimenten worden gedaan, de resultaten worden geanalyseerd en er vervolgens wordt gekeken naar verdere verbetering en nieuwe varianten. Dat neemt ontzettend veel tijd in beslag’, schetste mede-oprichter en technologiedirecteur Max Welling afgelopen jaar.
AI moet de onderzoekscyclus met een factor tien versnellen. Daarbij mikt CuspAI op een succespercentage van 90 procent bij het identificeren van nuttige nieuwe materialen. Maar het blijft spannend hoe snel de inzet van AI daadwerkelijk leidt tot doorbraken bij de zoektocht naar nieuwe materialen.
Materialen die CO2 aan zich binden
Afgelopen jaar ging CuspAI aan de slag met zogenoemde Metal Organic Frameworks (MOF’s). Dat zijn poreuze kristalstructuren die onder meer gebruikt worden voor materialen die CO2 uit de lucht aan zich binden.
De startup begon bij zijn zoektocht met een set van miljarden mogelijke structuren en reduceerde die met behulp van kunstmatige intelligentie tot tien kandidaten. Vervolgens werd dat teruggebracht tot zes opties waarvan daadwerkelijke testmonsters werden gemaakt in laboratoria. Uiteindelijk bleek geen van die zes superieure prestaties te vertonen bij het filteren van CO2 uit de lucht.
Mede-oprichter en ceo Chad Edwards van CuspAI zegt tegen persbureau Bloomberg dat de onderzoekscyclus van het MOF-project wel vele malen sneller is gegaan vergeleken met traditioneel chemisch onderzoek.
Het Finse chemiebedrijf Kemira is als klant van CuspAI bezig met een vergelijkbaar project in de zoektocht naar materialen die PFAS effectiever uit water kunnen filteren. Dit jaar worden van twintig kandidaten proefmonsters gemaakt om te testen.
Alternatieven voor kritieke grondstoffen chips
CuspAI zelf legt de nadruk op de korte termijn elders. De grootste inspanning gaat naar betere materialen voor het maken van computerchips. Dat heeft alles te maken met de enorme interesse vanuit de chipsector, onder meer van de Amerikaanse gigant Nvidia. Die is hard op zoek naar manieren om effectiever te kunnen voldoen aan de gigantische vraag naar chips om zware AI-programma’s op te laten draaien.
De inzet van AI voor verbetering van AI-chips heeft op het eerste gezicht niet heel veel met duurzaamheid te maken. Maar ceo Edwards zegt tegen Bloomberg dat CuspAI mogelijk gaat kijken naar alternatieven voor kritieke grondstoffen zoals iridium en ruthenium bij de fabricage van chips. Beide materialen zijn ook relevant voor technologie van elektrolysers voor de productie van (groene) waterstof.
Iridium is een zeldzaam metaal. Het wordt gewonnen als bijproduct van metalen als platina, nikkel en palladium. Dat gaat gepaard met een complex raffinageproces en een relatief hoge uitstoot van broeikasgassen per kilo product.
De jaarproductie van iridium ligt op ongeveer 7 ton en meer dan vier vijfde van de wereldproductie komt uit Zuid-Afrika. Als AI-onderzoek duurzame vervangers voor iridium oplevert, kan dat ook vanuit klimaatperspectief voordelen bieden. Voor ruthenium geldt een vergelijkbaar verhaal.
De realiteit is echter dat de belofte van materiaalonderzoek op basis van AI nog niet is omgezet in klinkende resultaten. Voorlopig is het wachten tot er een door AI bedacht materiaal opduikt dat qua prestaties én duurzaamheid superieur is aan grondstoffen waar de wereld nu op teert.
Lees ook:
- Brits-Nederlandse CuspAI wil sneller nieuwe materialen ontwikkelen voor CO2-opslag en batterijen
- Financiering van clean tech: het geld rolt vooral naar volwassen oplossingen voor de energietransitie
- Groot Nederlands project versnelt duurzame chemie met robotlabs en AI, zodat we straks zonder aardolie kunnen
