マイクロソフト主導の研究で海藻由来のセメントを開発～CO₂排出量を21%削減

機械学習を活用してセメント配合を設計・検証

マイクロソフトはワシントン大学（UW）と共同で、海藻をセメントに配合することでセメントの二酸化炭素排出量を削減できる可能性を検証する研究を実施しました。

マイクロソフトの研究チーム所属の科学者たちは、UWと共同で、学術誌『Matter』に研究論文を発表しました。この研究では、セメントの一部を全草の海藻（特に急速に成長し、炭素吸収量が多い植物で、農地を使用せずに栽培可能なウルバ）で置き換えることを試みました。

研究者たちは、海藻をセメント混合物に配合する前に脱水処理を行いました。研究者によると、このプロセスにより、以前の実験よりもはるかに多くのセメントを使用することが可能になりました。

ウルバがセメントに与える影響をさらに理解するため、研究チームは機械学習とライフサイクル評価を組み合わせ、新しいセメント混合物の設計とテストを行いました。従来の28日間の待機期間を待たずに強度を確認する代わりに、彼らの機械学習モデルは早期に結果を予測でき、性能の低いテストを早期に中止し、開発を加速させることができました。

この研究を通じて、研究者は従来のセメントと比較してセメントの地球温暖化潜在性を21％削減しつつ、強度要件を維持する解決策を考案しました。さらに、設計プロセスは28日間の試験で可能な炭素削減量の93％を達成しました。

研究者たちによると、この研究は単に環境に優しいセメントの選択肢を生み出しただけでなく、実験、コンピュータモデリング、環境影響分析を組み合わせることで、持続可能な材料を迅速に開発する新たな枠組みを実証しました。彼らはさらに、このアプローチを他のエコフレンドリーな建設材料の開発支援に拡大できる可能性があると述べました。

「この研究は、実現可能な実験資源を活用しつつ、重要な性能要件を満たす持続可能なセメントの設計を加速する可能性を秘めた枠組みを確立しました」と著者たちは述べています。

この研究は、ワシントン大学材料科学工学部の助教であるEleftheria Roumeliと、マイクロソフトリサーチの主任研究員であるKristen Seversonが共同で主導しました。

セメントは、データセンターの建設において、特に基礎や床板に使用される重要な材料です。脱炭素化推進の一環として、複数のデータセンター開発企業が低炭素代替品の探索を開始しています。

5月、マイクロソフトは低炭素セメント企業Sublime Cementと契約を締結し、6年から9年の期間にわたり62万3,000トンのセメントを購入しました。これは、地理的に可能な範囲で建設プロジェクトに活用する計画で、データセンターが主要な対象の一つに指定されています。

同社は、2023年にワシントン州クインシーのデータセンター施設において、建設プロジェクトにおける低炭素コンクリート混合物の適用可能性を試験しました。

AWS、Meta、およびStackも、建設プロセスにおいて低炭素セメントの使用を開始したり、使用に関するコミットメントを締結したりしています。

この記事は海外Data Centre Dynamics発の記事をData Center Cafeが日本向けに抄訳したものです。