Η επίτευξη ανθρακικής ουδετερότητας στους υπάρχοντες κινητήρες εσωτερικής καύσης μπορεί να ενισχυθεί σημαντικά μέσω της χρήσης βιώσιμων συνθετικών καυσίμων (e-fuels). Ωστόσο, για να καταστούν ευρέως εφαρμόσιμα, απαιτείται η μείωση του κόστους τους. Η τεχνητή νοημοσύνη (AI) προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την απλοποίηση και επιτάχυνση της διαδικασίας ανάπτυξης καυσίμων, επιτρέποντας τη δημιουργία μοντέλων ταχύτερα και πιο αποδοτικά σε σύγκριση με τις συμβατικές φυσικοχημικές προσομοιώσεις.
Παρά τα εμφανή πλεονεκτήματα, η σύγχρονη ερευνητική πρακτική περιορίζει συνήθως τη χρήση της AI σε βασικές προβλέψεις και σε στενά εύρη λειτουργικών συνθηκών. Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει ένα καινοτόμο εργαλείο σχεδιασμού καυσίμου βασισμένο σε τεχνητή νοημοσύνη, το οποίο είναι ικανό να προβλέπει με ακρίβεια τη λεπτομερή απόδοση κινητήρα σε ευρύ φάσμα συνθηκών λειτουργίας, χρησιμοποιώντας ως εισροές εκτενή φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των καυσίμων.
Η προτεινόμενη προσέγγιση προσφέρει μεγαλύτερη λεπτομέρεια και ακρίβεια σε σύγκριση με τις υφιστάμενες μεθόδους αιχμής. Βασιζόμενο σε μια οικονομικά αποδοτική στρατηγική ανάπτυξης AI που είχε καθιερωθεί σε προηγούμενη εργασία, το εργαλείο κατασκευάστηκε με τη χρήση 17 νευρωνικών δικτύων πολυεπίπεδου αντιληπτή (multilayer perceptron), καθένα εκ των οποίων παράγει μία έξοδο.
Το εργαλείο επικυρώθηκε μέσω μετρήσεων σε δυναμόμετρο κινητήρα με χρήση διαφόρων δοκιμαστικών καυσίμων και στη συνέχεια εφαρμόστηκε σε σενάριο βελτιστοποίησης καυσίμου για να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητά του. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι προβλέψεις του εργαλείου συμφωνούν σε μεγάλο βαθμό με την πραγματική απόδοση του κινητήρα. Συγκεκριμένα, τα 10 από τα 17 μοντέλα παρουσίασαν μέσο απόλυτο ποσοστιαίο σφάλμα (MAPE) μικρότερο του 3%.
Στο σενάριο βελτιστοποίησης, το βελτιστοποιημένο καύσιμο εμφάνισε προβλεπόμενη βαθμολογία λειτουργίας κινητήρα 40,51%, ενώ η πραγματική τιμή ήταν 41,3%, γεγονός που καταδεικνύει τη δυνατότητα του εργαλείου για ακριβή σχεδιασμό καυσίμων.
Συνεπώς, η νέα αυτή προσέγγιση μπορεί να υποστηρίξει την ανάπτυξη οικονομικά προσιτών συνθετικών καυσίμων (e-fuels), καθιστώντας εφικτή την οικονομικά βιώσιμη και ανθρακικά ουδέτερη κινητικότητα σε ευρύ φάσμα μεταφορικών εφαρμογών.
Πηγή: sciencedirect
