KI macht aus Metallschrott bessere Legierungen: Max-Planck-Team nutzt Verunreinigungen

Wenn ich an KI denke, dann meist an Bildgeneratoren oder Chatbots. Die Meldung, die heute vom Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien in Düsseldorf kam, ist bodenständiger und gerade deshalb spannend: Ein internationales Team hat KI genutzt, um aus Metallschrott bessere Legierungen zu machen.

Das Problem mit dem Schrott

Laut dem Institut verbraucht die konventionelle Metallproduktion etwa zehn Prozent der weltweiten Energie und verursacht rund acht Prozent der CO2-Emissionen. Recycling kann diese Belastung um bis zu 95 Prozent senken. Der Haken: Schrott ist nie gleich, und Fremdelemente darin gelten normalerweise als Qualitätsrisiko. Deshalb wird recyceltes Material bisher oft mit frischem Eisen gestreckt.

Der neue Ansatz

Das Team dreht die Sache um und nutzt die Verunreinigungen gezielt als Legierungselemente. Ein Suchalgorithmus erzeugt ausgehend von bekannten Legierungen neue Kandidaten und variiert dabei Zusammensetzung und Wärmebehandlung. Künstliche neuronale Netze sagen anschließend Zugfestigkeit und Bruchdehnung voraus. Die Forschenden sprechen von Dirty Alloys, also Legierungen, die Schwankungen im Schrott verkraften.

Die Ergebnisse

Von 17 vorgeschlagenen Varianten erreichten 14 neue Gusseisen-Legierungen bessere Kombinationen aus Festigkeit und Verformbarkeit als bisher bekannte recycelte Eisenwerkstoffe.
Die Zugfestigkeit stieg um bis zu 15,2 Prozent, die Bruchdehnung um bis zu 73,2 Prozent.
Die Herstellung war rund acht Prozent günstiger als beim üblichen Mischen mit Primäreisen.

Veröffentlicht wurde die Arbeit in Science Advances, beteiligt waren neben dem Düsseldorfer Institut mehrere Hochschulen in China und Hongkong.

Meine Einschätzung

Mir gefällt, dass hier KI nicht als Ersatz für Fachwissen auftritt, sondern als Werkzeug, das in einem riesigen Suchraum die vielversprechenden Ecken findet. Am Ende wurde im Labor geprüft, und nicht jeder Vorschlag hat funktioniert. Für die Stahl- und Gießereibranche in Deutschland, die unter Energiepreisen und Klimazielen leidet, ist das eine Richtung, die man im Auge behalten sollte.

Die Details stehen in der Mitteilung des Max-Planck-Instituts.