Az acél a modern civilizáció egyik jelképe: az épületektől a hidakon át az autókig szinte mindenben megtalálható. Sajnos az acélgyártás a világ egyik legnagyobb környezetszennyező technológiája, miután a vasat (ami az acél legfontosabb összetevője) hagyományosan széntüzelésű kohókban nyerik ki az ércből, és ez óriási mennyiségű szén-dioxid kibocsátással jár. Mivel az acél iránti globális kereslet folyamatosan növekszik, a tisztább, fenntarthatóbb termelési módszerek megtalálása kritikus fontosságú, nemcsak az éghajlati célok, hanem magának az iparnak a jövője szempontjából is.

Az egyetem kutatói ezért most újra az elektrokémia felé fordulnak, hogy olcsóbban és kevesebb karbonkibocsátással állítsák elő az acélt. Például a magas hőmérsékletű, fosszilis tüzelőanyaggal működő kemencék helyett egyre inkább elektromos áramot használnak a vasoxidból történő tiszta vas kivonására, ami sokkal alacsonyabb hőmérsékleten és lényegesen kevesebb károsanyag-kibocsátással jár. Noha a módszer jelentősen csökkentheti a hagyományos vasgyártás környezetterhelését, költségben nagyjából ugyanott van, mint a hagyományos szénterheléses gyártás. Ipari méretekben így továbbra is szükség van valamilyen gyártási technológiára, amely a környezet védelme mellett a költségeket is segít lefaragni. 

Az oregoni tudósok most egy kicsit hozzátettek ennek a célnak az eléréséhez. Bejelentésük szerint az elektrokémia segítségével sikeresen tudtak vas-oxidot előállítani laboratóriumi körülmények között. Ezt úgy érték el, hogy megkeresték azokat a természetben előforduló vas-oxidokat, amelyek leginkább alkalmasak az alacsony hőmérsékletű reakcióra. 

Azt találták, hogy a vasoxid-részecskék alakja és szerkezete nagyban befolyásolja a folyamatot. A porózus részecskék, amelyeknek nagyobb a belső felülete, lehetővé tették a vas gyorsabb és hatékonyabb előállítását. A sűrűbb részecskék ezzel szemben lelassították a folyamatot, és korlátozták, hogy mennyi vasat lehet egyszerre előállítani. A porózus részecskék használatával tonnánként kevesebb mint 600 dollárért tudtak vasat előállítani, ami a hagyományos vasgyártásnál kicsit alacsonyabb összeg. Ráadásul a módszert klórt, egy kereskedelmi szempontból értékes mellékterméket is termel.

A kutatók most azon dolgoznak, hogy ipari méretekben is reprodukálják a technológiát. Amennyiben ez sikerül, az alacsony hőmérsékletű elektrokémiai módszer alighanem átformálhatja a világ nehéziparát.

Forrás: Interesting Engineering

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock