Videi draudzīga tērauda ražošana

Tradicionālā tērauda ražošana var būt pasaulē vadošais siltumnīcefekta gāzu rūpnieciskais avots. Bet jauns process, ko izstrādājuši MIT pētnieki, varētu to visu mainīt un ražot stiprāku (un galu galā lētāku) tēraudu.





Antuāns Allanore un Donalds Sadovejs

Antuāns Allanore (pa kreisi) un Donalds Sadovejs

Saskaņā ar nozares datiem, visā pasaulē tērauda ražošana pašlaik ir aptuveni 1,5 miljardi tonnu gadā, un katra saražotā tonna rada gandrīz divas tonnas oglekļa dioksīda. Tas veido apmēram 5 procentus no pasaules siltumnīcefekta gāzu emisijām.

Ideja par jauno metodi, ko izstrādāja materiālu ķīmijas profesors Donalds Sadovejs, metalurģijas docents Antuāns Allanore un Lan Yin, PhD '12, radās, kad Sadovejs saņēma NASA dotāciju, lai meklētu veidus, kā ražot skābekli uz Mēness. — galvenais solis ceļā uz nākotnes Mēness bāzēm. Viņš atklāja, ka viņa izgudrotajā procesā, ko sauc par kausēta oksīda elektrolīzi, var izmantot dzelzs oksīdu no Mēness augsnes, lai iegūtu skābekli pārpilnībā.



Šī metode izmantoja irīdija anodu, taču, tā kā irīdijs ir dārgs un piegādes ir ierobežotas, tā nav dzīvotspējīga pieeja beztaras tērauda ražošanai uz Zemes. Alternatīvas atrašana nebija vienkārša, jo izkausēts dzelzs oksīds aptuveni 1600 °C temperatūrā ir patiešām izaicinoša vide, skaidro Sadovejs. Kausējums ir ārkārtīgi agresīvs. Skābeklis ātri uzbrūk metālam.

Taču Allanoram izdevās problēmu atrisināt. Atbilde bija sakausējums, kas dabiski veido plānu metāla oksīda kārtiņu uz tās virsmas — pietiekami biezu, lai novērstu turpmāku skābekļa uzbrukumu, bet pietiekami plānas, lai caur to brīvi plūstu elektriskā strāva. Sadoway saka, ka sakausējuma sastāvdaļas, dzelzs un hroms, ir bagātīgas un lētas.

Papildus tam, ka process nerada citas emisijas, izņemot tīru skābekli, tas ir piemērots mazākām rūpnīcām. Tradicionālās tērauda rūpnīcas ir rentablas tikai tad, ja tās var saražot miljoniem tonnu tērauda gadā, bet šis jaunais process varētu būt dzīvotspējīgs, lai ražotu dažus simtus tūkstošus tonnu gadā, viņš saka.



Process dod arī izcilas tīrības metālu, saka Sadovejs. Un to varētu pielāgot citu metālu un sakausējumu, tostarp niķeļa, titāna un feromangāna, ražošanai bez oglekļa.

Tehnoloģija joprojām ir laboratorijas mērogā, bet Sadoway, Allanore un bijušais students ir izveidojuši uzņēmumu, lai izstrādātu komerciāli dzīvotspējīgu rūpnīcas prototipu. Viņi sagaida, ka šādas iekārtas projektēšana, celtniecība un testēšana varētu ilgt aptuveni trīs gadus.

paslēpties