PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Energy Conversion and Management· 2026Q1

Lignoselülozik biyokütlenin hidrotermal dönüşümünde enerji ve karbon yönlendirmesi: Belirsizlik farkındalığına sahip makine öğrenimi çerçevesi

Energy and carbon routing in hydrothermal conversion of lignocellulosic biomass: An uncertainty-aware machine-learning framework

Seifallah Elfetni, Sascha Thinius, Pooja Dwivedi, Peter H. Seeberger ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir makine öğrenimi çerçevesi, Rastgele Orman kullanarak hidrotermal biyokütle dönüşümünde kütle, enerji ve karbon dağılımını doğru bir şekilde tahmin ederek, ürün verimleri için yaklaşık 0.8 ve biyoyakıtın üst ısıl değeri (HHV) için yaklaşık 0.7 R2 değerleri elde etmekte ve tahmin belirsizliğini ölçmektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Hidrotermal biyokütle dönüşümü için belirsizlik farkındalığına sahip bir makine öğrenimi çerçevesi geliştirildi.
  • Rastgele Orman modeli, ürün verimlerini (R2 ~0.8), enerji/karbon dağılımını (R2 ~0.8-0.9) ve biyoyakıt HHV'sini (R2 ~0.7) tahmin etmektedir.
  • Model, sıvı ürünler için çözücü ve işletme koşullarını, katı ürünler için ise girdi bileşimini temel belirleyiciler olarak tanımlamaktadır.
  • Çerçeve, tahmin belirsizliğini ölçerek iyi desteklenen ve zayıf kısıtlanmış senaryoları ayırt etmektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Reliable assessment of hydrothermal lignocellulosic biomass conversion requires quantitative prediction of how feedstock mass, chemical energy, and carbon partition among bio-oil, solid residues, aqueous products, and gases under heterogeneous feedstock, solvent, catalyst, and severity conditions. We constructed a harmonized database of 3,693 HTL/HTC experiments from 187 scientific papers and 433 different biomass samples, with temperatures up to ∼ 600 ◦C and maximum residence times of up to 1,200 min. From this literature-scale dataset, we developed an uncertainty-aware machine-learning framework for predicting mass partitioning, energy and carbon allocation, and higher heating value (HHV) of condensed phases. Among the tree-ensemble regression methods examined, Random Forest (RF) provided the most stable cross-target compromise, with test R2 values for product yields around 0.8, energy/carbon allocation metrics between 0.8 and 0.9, and bio-oil HHV around 0.7 with root-mean-squared error ∼ 2–3 MJkg−1. The model recovers established severity, solvent, and composition trends while identifying regions where predictions are well supported or weakly constrained. SHAP attributions are interpreted as model-conditional associations: liquid-phase outcomes depend strongly on solvent and operating conditions, whereas solid-phase HHVs are more associated with feedstock carbon and ash content. Ensemble and conformal uncertainty methods distinguish relative epistemic uncertainty from calibrated scenario bounds. The framework is intended for uncertainty-aware process screening, scenario bounding, and experimental prioritization rather than unqualified point optimization in poorly represented regimes.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Energy Conversion and Management, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Yakıt Teknolojisi

Fuel TechnologyEnergy