از مهندسی مواد تا آینده ای سبز، پیوند متالورژی، انرژی و محیط زیست

به گزارش مین فود، دبیر علمی کنفرانس iMat 2026، اظهار داشت: امروزه جامعه علمی و صنعتی جهان در یکی از حساس ترین مقاطع تاریخی خود ایستاده است؛ نقطه ای که در آن گذار از اقتصاد مبتنی بر سوخت های فسیلی بسمت توسعه پایدار و فناوری های کربن صفر (Net-Zero Emissions)، دیگر یک انتخاب فانتزی نیست، بلکه ضرورتی اجتناب ناپذیر برای بقای زیست کره است.

به گزارش روابط عمومی کنفرانس علمی iMat ۲۰۲۶، جلیل وحدتی خاکی، در آستانه برگزاری این کنفرانس علمی حوزه مهندسی مواد و متالورژی با بیان اینکه انتخاب شعار «از مهندسی مواد تا آینده ای سبز، پیوند متالورژی، انرژی و محیط زیست» برای کنفرانس امسال، برآمده از یک تغییر پارادایم بنیادین در درک ما از نقش مهندسی مواد و متالورژی در قرن بیست ویکم است، در ادامه اظهار نمود: اگر در انقلاب های صنعتی پیشین، متالورژی صرفا وظیفه استخراج فلزات و تأمین آلیاژ های سازه ای را غالباً بدون توجه به پیامد های زیست محیطی و مصرف بی رویه انرژی بر عهده داشت، امروزه علم مواد در قلب راهکار های اقلیمی قرار گرفته است.
وی، اضافه کرد: واقعیت علمی آنست که هیچ جهشی در فناوری های انرژی پاک، بدون طراحی هدفمند مواد در مقیاس اتمی، مهندسی ریزساختار و بازبینی در پروسه های متالورژیکی امکانپذیر نخواهد بود.
این عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی، تصریح کرد: اولین ضلع این پیوند سه گانه، انقلاب در سیستم های تبدیل و ذخیره سازی انرژی بوسیله مهندسی سطح و الکتروکاتالیست هاست. در راه گذار به اقتصاد هیدروژنی، تولید هیدروژن سبز بوسیله شکافت الکتروشیمیایی آب بعنوان پاک ترین حامل انرژی شناخته می شود.
وحدتی، اضافه کرد: با این وجود، سینتیک کند واکنش های نیم سلولی، یعنی واکنش تصاعد هیدروژن و واکنش تصاعد اکسیژن و اتلاف انرژی به شکل پتانسیل اضافی، چالش اصلی تجاری سازی الکترولایزرهاست.
وی، اظهار داشت: تا سال ها، فلزات گرانقیمت گروه پلاتین نظیر پلاتین، ایریدیوم و روتنیوم تنها کاتالیست های کارآمد در این عرصه بودند که کمیابی و قیمت سرسام آور آنها، توسعه در مقیاس گیگاواتی را مسدود می کرد. در سالیان اخیر، متالورژی فیزیکی و الکتروشیمی با همگرایی در طراحی آلیاژ های چندجزئی از فلزات واسطه ارزان و فراوان در پوسته زمین (نظیر سیستم های مبتنی بر نیکل، کبالت، آهن و منگنز)، این بن بست را شکسته اند.
دبیر علمی کنفرانس iMat ۲۰۲۶، با بیان اینکه ضلع دوم این تحول، متالورژی سبز و کربن زدایی از صنایع مادر (Green Metallurgy & Decarbonization) است، اضافه کرد: صنعت فولاد و متالورژی استخراجی به تنهایی مسئول حدود ۷ تا ۹ درصد از کل انتشار دی اکسید کربن انسان ساز در کره زمین است. ما نمی توانیم از آینده ای سبز سخن بگوییم، در حالیکه مواد اولیه ساخت توربین های بادی، پنل های خورشیدی و خودروهای الکتریکی با شیوه های آلاینده سنتی تولید می شوند.
وحدتی، تصریح کرد: کنفرانس امسال به صورت ویژه بر گذار از احیای مبتنی بر کربن (کوره بلند) بسمت احیای مستقیم سنگ آهن با استفاده از هیدروژن سبز (HYBRIT و فناوری های پلاسما-هیدروژن) و الکترولیز اکسید های مذاب (Molten Oxide Electrolysis) تمرکز دارد، پروسه هایی که محصول جانبی آنها به جای گاز های گلخانه ای، بخار آب یا اکسیژن خالص است.
وی، اضافه کرد: علاوه بر این، طراحی نسل جدید فولاد های پیشرفته با استواری بالا (AHSS) و آلیاژ های سبک وزن (مبتنی بر آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم)، با کاهش وزن سازه ها و ناوگان حمل و نقل، به صورت مستقیم مصرف سوخت و ردپای کربنی را در طول چرخه عمر محصول می کاهد.
این عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی، ضلع سوم، این پیوند را اقتصاد چرخشی، بازیافت پیشرفته و متالورژی ثانویه (Circular Economy & Urban Mining) دانست که گسترش فناوری های انرژی تجدیدپذیر و باتری های یون لیتیوم و حالت جامد، تقاضا برای عناصر حیاتی و راهبردی (Critical Raw Materials) مانند لیتیوم، کبالت، نیکل، منگنز و عناصر خاکی کمیاب را بشدت افزایش داده است، در ادامه خاطرنشان کرد: استخراج بی رویه این عناصر از معادن طبیعی، خود به یک بحران زیست محیطی جدید و تخریب اکوسیستم ها دامن می زند.
دبیر علمی کنفرانس iMat ۲۰۲۶، اضافه کرد: دراین میان، مهندسی مواد بوسیله توسعه پروسه های هیدرومتالورژی سبز، بیومتالورژی و استفاده از حلال های یوتکتیک عمیق (Deep Eutectic Solvents) زیست تخریب پذیر، امکان استخراج انتخابی و بازیابی با خلوص بالای این فلزات باارزش را از زباله های الکترونیکی و باتری های فرسوده فراهم آورده است. همچنین، پارادایم «طراحی آلیاژ ها برای بازیافت پذیری» (Design for Recycling) با کاهش تنوع عناصر آلیاژی مزاحم و مدیریت ناخالصی ها در مذاب، اجازه می دهد تا قراضه های فلزی بدون افت خواص مکانیکی و خوردگی، بار ها به چرخه تولید بازگردند.
وحدتی، اضافه کرد: در کنار این سه محور، ورود هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و ترمودینامیک محاسباتی، سرعت کشف و بهینه سازی مواد پایدار را چندین برابر کرده است. امروزه به جای شیوه های پرهزینه و زمان بر تلاش و خطا در آزمایشگاه، غربالگری با توان عملیاتی بالا (High-throughput Screening) به ما امکان می دهد تا پایداری فازی، مقاومت به خوردگی و فعالیت کاتالیستی هزاران ترکیب آلیاژی سه گانه و چندگانه را قبل از سنتز پیش بینی کنیم؛ امری که خود سبب صرفه جویی عظیم در مصرف مواد شیمیایی و انرژی در فاز پژوهش می شود.
وی، اظهار داشت: هدف ما در کمیته علمی این کنفرانس، شکستن مرز های سنتی میان گرایش های مختلف مهندسی مواد-از متالورژی استخراجی و فیزیکی گرفته تا سرامیک ها، خوردگی، الکتروشیمی و نانومواد- و پیوند دادن آنها با نیاز های واقعی بخش انرژی و محیط زیست است. مقالات، سخنرانی های کلیدی و نشست های تخصصی کنفرانس امسال بگونه ای برنامه ریزی شده اند که زنجیره کاملی از «مبانی ترمودینامیکی و سینتیکی در مقیاس اتمی» تا «کاربرد های صنعتی و تجاری سازی فناوری های سبز» را پوشش دهند.
دبیر علمی کنفرانس iMat ۲۰۲۶، از تمامی اساتید، محققان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و متخصصان صنعت دعوت کرد که با ارایه آخرین موفقیت های پژوهشی خود و مشارکت فعال در مباحث علمی این رویداد، آنها را در ترسیم نقشه راهی علمی، بومی و همگام با مرز های دانش جهانی برای ساختن آینده ای سبز و پایدار یاری کنند.
وی، تصریح کرد: بی تردید، هم افزایی علمی شکل گرفته در این کنفرانس، قدمی بلند در جهت تبدیل چالش های زیست محیطی امروز به موقعیت های فناورانه فردا خواهد بود.
پانزدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی مواد و متالورژی ۱۰ و ۱۱ آذر ۱۴۰۵ در دانشگاه فردوسی مشهد در دانشکده مهندسی برگزار می گردد.
همه اساتید، محققان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و متخصصان صنعت می توانند برای ارسال مقاله به لینک رسمی کنفرانس به نشانی https: //www.imatconf.com/fa/?time=۱۷۹۴۴۲۱۱۴۳ رجوع و برای ثبت نام و ارسال مقاله اقدام نمایند.
مهلت ارسال اصل مقاله تا ۲۵ آبان ۱۴۰۵ تعیین شده است.
خلاصه اینکه در راه گذار به اقتصاد هیدروژنی، تولید هیدروژن سبز بوسیله شکافت الکتروشیمیایی آب به عنوان پاک ترین حامل انرژی شناخته می شود.
وحدتی، افزود: با این حال، سینتیک کند واکنش های نیم سلولی، یعنی واکنش تصاعد هیدروژن و واکنش تصاعد اکسیژن و اتلاف انرژی بشکل پتانسیل اضافی، چالش اصلی تجاری سازی الکترولایزرهاست.
وی، عنوان کرد: تا سال ها، فلزات گرانقیمت گروه پلاتین نظیر پلاتین، ایریدیوم و روتنیوم تنها کاتالیست های کارآمد در این حوزه بودند که کمیابی و قیمت سرسام آور آنها، توسعه در مقیاس گیگاواتی را مسدود می کرد. در سالیان اخیر، متالورژی فیزیکی و الکتروشیمی با همگرایی در طراحی آلیاژ های چندجزئی از فلزات واسطه ارزان و فراوان در پوسته زمین (نظیر سیستم های مبتنی بر نیکل، کبالت، آهن و منگنز)، این بن بست را شکسته اند.
دبیر علمی کنفرانس iMat ۲۰۲۶، با اشاره به اینکه ضلع دوم این تحول، متالورژی سبز و کربن زدایی از صنایع مادر (Green Metallurgy & Decarbonization) است، افزود: صنعت فولاد و متالورژی استخراجی به تنهایی مسئول حدود ۷ تا ۹ درصد از کل انتشار دی اکسید کربن انسان ساز در کره زمین است.
وی، خاطرنشان کرد: بی تردید، هم افزایی علمی شکل گرفته در این کنفرانس، قدمی بلند در راستای تبدیل چالش های زیست محیطی امروز به موقعیت های فناورانه فردا خواهد بود.
پانزدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی مواد و متالورژی ۱۰ و ۱۱ آذر ۱۴۰۵ در دانشگاه فردوسی مشهد در دانشکده مهندسی برگزار می شود.
همه اساتید، پژوهشگران، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و متخصصان صنعت می توانند برای ارسال مقاله به لینک رسمی کنفرانس به نشانی https: //www.imatconf.com/fa/?time=۱۷۹۴۴۲۱۱۴۳ رجوع و برای ثبت نام و ارسال مقاله اقدام نمایند.
مهلت ارسال اصل مقاله تا ۲۵ آبان ۱۴۰۵ تعیین شده است.