Artificial Intelligence zur Unterstützung der Entwicklung grüner Materialien

Die Verminderung des CO2-Fußabdruck und der Schutz unserer Umwelt zählen zu den großen und dringlichen Herausforderungen unserer Gesellschaft und sind ein wichtiger Teil der nachhaltigen Entwicklungsziele der Vereinten Nationen. Dabei geht es um leistbare und saubere Energie, nachhaltige und innovative Industrie, nachhaltige Produktion und Vermeidung von Treibhausgasemissionen ebenso wie um den Erhalt von Naturräumen und Ökosystemen.

Materialien spielen in diesem Kontext aus zwei unterschiedlichen Gründen eine wichtige Rolle: Zum einen sind neue Materialien von zentraler Bedeutung für die Erschließung neuer, umweltfreundlicher Technologien, zum anderen haben bestehende Materialien erhebliche Umweltauswirkungen und sind für einen beträchtlichen Teil des CO2-Fußabdruckes verantwortlich. Gleichzeitig erleben Methoden aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (AI) eine rasante Entwicklung und führen zu bahnbrechenden Neuerungen in vielen technischen Bereichen. Deshalb ist es ein Gebot der Stunde, AI zur Lösung von Problemstellungen im Bereich der Materialien für grüne Anwendungen bestmöglich einzusetzen. Im Fokus steht dabei die beschleunigte Entwicklung von Materialien, welche die Anforderungen aus Industrie und Wirtschaft erfüllen und dabei modernen Nachhaltigkeitsanforderungen im Sinne von „inhärent sicheren und nachhaltigen“ Materialien entsprechen. Wenn in diesem Bericht über Materialien geschrieben wird, sind vordringlich fortschrittliche Materialien und Werkstoffe im Sinne der OECD-Definition von „Advanced Materials“ gemeint.

Bezüglich der Erschließung neuer Technologien spielen Materialien in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle, wie zum Beispiel bei der Gewinnung, der Speicherung und dem Transport von Energie, der Mobilität, im Bausektor oder in der Elektronikindustrie. Bezüglich der Umweltauswirkungen von Materialien sind alle Stufen der Wertschöpfungskette zu beachten, angefangen vom Rohstoffabbau (Verbrauch von Energie und Wasser, Landnutzung,..) über den Transport und die Werkstoffproduktion (Energie- und Materialverbrauch, Ausstoß von CO2 und anderen Schadstoffen) bis hin zum Einsatz im Produkt (Einfluss auf Funktionalität und Langlebigkeit) und zum Lebensende (Ausstoß von CO2 beim Verbrennen, Verrotten oder Wiederaufbereiten).

Der Schwerpunkt der vorliegenden Studie liegt auf dem Einsatz von AI zur Entwicklung „grüner Materialien“ im Sinne von Materialien, die einen Beitrag zur Bewältigung der ökologischen Herausforderungen leisten.

Medieninhaber, Verleger und Herausgeber: BMIMI
Autorinnen und Autoren: Dr. Jürgen Spitaler, Dr.in Natalia Bedoya-Martinez, Dr. Manfred Mücke und Dr. Sven Eck (Materials Center Leoben Forschung GmbH); Dr. Bernhard Geiger (Know Center Research GmbH); Prof.in Dr.in Nina Eisenmenger, Dr.in Gudrun Obersteiner und DI Nadine Brunnhuber (Universität für Bodenkultur, Wien); Mag. Boris Kandov, Dr.in Iana Kazeeva und Dr.in Eva Korenjak Lalovič (Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen am Institut für Innovation und Digitalisierung im Recht, Universität Wien)
Wien, August 2025

Artificial Intelligence zur Unterstützung der Entwicklung grüner Materialien (PDF, 1 MB)