Tai žingsnis naujos kartos plieno pramonės link.

Ar ateities plienas bus gaminamas be ugnies ir anglies? Amerikiečių mokslininkų sukurtas novatoriškas metodas leidžia gaminti geležį naudojant elektrą žemoje temperatūroje, pašalinant CO₂ emisiją ir kenksmingus teršalus. Tai ne tik ekologinė revoliucija – tai ir žingsnis naujos kartos plieno pramonės link.

Plienas yra šiuolaikinės civilizacijos pagrindas – jį naudojame statydami tiltus, dangoraižius, automobilius ir vėjo jėgaines. Tačiau už jo gamybą mokame didelę aplinkosauginę kainą. Tradicinis geležies gamybos būdas, pagrįstas kokso deginimu aukštakrosnėse, atsakingas iki 9 proc. pasaulinės anglies dioksido emisijos. Tai daugiau nei bendras kai kurių šalių išmetamų teršalų kiekis. Augant aplinkosauginiam sąmoningumui ir griežtėjant klimato politikai, plieno pramonė susiduria su dramatišku iššūkiu: kaip išlaikyti masinę gamybą ir drastiškai sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį?

Geležis iš elektros, o ne nuo ugnies

Oregono universiteto mokslininkai, vadovaujami dr. Paulo Kemplerio, pademonstravo proveržio elektrocheminės geležies gamybos procesą, galintį pakeisti plieno pramonę. Jų metodas pašalina tradicinių koksu kūrenamų aukštakrosnių poreikį, kurios ne tik sunaudoja daug energijos, bet ir išskiria didžiulius anglies dioksido bei kitų teršalų kiekius. Vietoj to, mokslininkai sukūrė procesą, kurio metu geležis išgaunama iš oksido, paleidžiant elektros srovę per vandeninę terpę. Šios technologijos esmė – natrio hidroksido (NaOH) tirpalas, kuris veikia kaip elektrocheminė terpė, leidžianti redukuoti geležį, nepasiekiant itin aukštos temperatūros.

[Pasaulinė premjera] Ruošiamės sezonui! Aukščiausios klasės vejos robotas. Pažangiausi techniniai sprendimai, DI, iš Europos, 2 metų garantija ir fantastiška kaina 2229 Pasaulinės premjeros pasiūlymas 200€ nuolaida Galioja iki 2025-05-02 Iš Europos sandėlio, greitas ir saugus pristatymas Sutvarkyti visi mokesčiai 2 metų garantija Pažangiausi techniniai sprendimai ir aukščiausia gaminio kokybė Išsamiau

Pagrindinė šios technologijos naujovė yra ta, kad geležies oksido (Fe₂O₃) redukcija vyksta vos 80-90 °C temperatūroje – t. y. beveik laboratorinėmis sąlygomis, neproporcingai mažesnėje nei 1500 °C, reikalingoje klasikinėse aukštakrosnėse. Dėl šio sumažinimo sunaudojama žymiai mažiau energijos, ypač kai ji varoma elektra iš atsinaujinančių šaltinių. Tai ne tik žymiai sumažina šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą, bet ir atveria kelią plieno gamybai ten, kur prieiga prie iškastinio kuro yra ribota, o elektra pigi ir švari.

Išsami informacija apie šį novatorišką metodą aprašyta žurnale „ACS Energy Letters“. 

Mokslininkai daugiausia dėmesio skyrė tinkamų geležies oksido dalelių savybių kūrimui. Paaiškėjo, kad ne dydis, o jų poringumas ir forma lemia elektrocheminės redukcijos efektyvumą. Dalelės, turinčios didelį specifinį paviršių, pilnos mikrokanalų ir vidinių jungčių, daug geriau praleidžia elektrą ir palengvina elektrocheminę reakciją. Palyginti su tankiomis natūraliomis hematito rūdomis, sintetinės porėtos dalelės buvo žymiai efektyvesnės. Eksperimentui komanda sukūrė specialiai suprojektuotą katodą, kuris leido išskirti gryną geležį iš NaOH tirpalo, kuriame yra paruoštų geležies oksido dalelių.

Laboratorinėmis sąlygomis proceso metu buvo pasiektas 50 mA/cm² srovės tankis – panašus į greitai įkraunamus ličio jonų elementus. Be to, apskaičiuotos geležies gamybos naudojant šią technologiją sąnaudos buvo mažesnės nei 600 JAV dolerių už toną, o tai yra panašu į gamybos, naudojant tradicinį metodą, sąnaudas. Naudojant nanoporingos struktūros daleles buvo galima pasiekti iki 600 mA/cm² – pramoniniuose elektrolizatoriuose naudojamo lygio. Nors technologiją vis dar reikia optimizuoti, ypač atsižvelgiant į tinkamų žaliavų prieinamumą ir elementų dizainą, pirmieji rezultatai yra daug žadantys.

Naujasis metodas yra platesnės pasaulinių pastangų eiti link vadinamojo žaliojo plieno dalis. Švedijoje HYBRIT projekte geležies rūdai redukuoti naudojamas vandenilis, o amerikiečių startuolis „Boston Metal“ kuria MOE (Molten Oxide Electrolysis) technologiją. Startuolis „Electra“ , taip pat iš JAV, pristatė panašų elektrocheminio geležies redukavimo būdą kambario temperatūroje. Šios technologijos ateinančiais metais gali atlikti pagrindinį vaidmenį transformuojant sunkiąją pramonę.

Pasidalinkite su draugais

Šaltiniai:

chip.pl

Aut. teisės: MTPC

Komentarai ()

„200 kartų stipresnis už plieną.“ Sunku patikėti, bet jis pagamintas iš šiukšlių

+1

„Nė gramo plastiko.“ Lietuvoje bus pradedama revoliucija

+1

Sukūrė naujovišką „gyvą plastiką“. Per 6-7 dienas. „Visiškai suiro“

+1

„Efektyvumas viršija net 98,6 %. Gali tiesiogiai skaidyti anglies dioksidą į gryną deguonį ir kietą anglį“

+2

(1)

Naujas mokslininkų išradimas – lyg iš fantastinio filmo. Sukūrė „save suvirškinantį“ plastiką

+1

„Perpus daugiau nei prieš 8 metus.“ Kas vyksta su žmogaus smegenimis

+1

[ŽT] „Daugiau nei 1 000 000. Tai, ką patyrėme naktį, peržengia visas ribas“

+1

„Lengviau ir pigiau.“ Mokslininkai sukūrė naują būdą selektyviai perdirbti PET plastiką

+1

„Ištirpo per 8,5 val.“ Sukūrė vandenyje greitai ištirpstantį plastiką

+1

„400 000 000 tonų.“ Bioplastikus tiriantys KTU mokslininkai: „Pasaulį teršia ne plastikas“

+1

(1)

XXI amžiaus grandiniai šarvai: nebe metalinės, o molekulinės grandys

+1

„Neturi nieko bendro su pačiu metalu.“ Kodėl monetos turi tokį keistą kvapą ir skonį

+4

„Sukelia 80 ligų. Nuo 74 iki 121 tūkst.“ Pavojingiausia medžiaga namuose

+1

Skambina pavojaus varpais. Patvirtino, kad mikroplastiko aptikta jau ir žmogaus sėklidėse

+1

Neįtikėtinas mokslininkų atradimas: aptikta gryną polistireną ryjančių lervų rūšis

+2