Rohan Akolkar, ingegnere chimico della Case Western Reserve University, guida un gruppo di ricerca per sviluppare un nuovo processo elettrochimico a zero emissioni di carbonio produrre ferro metallo e acciaio dal minerale.
Lavori edili, rinforzi in acciaio – foto illustrativa. Credito immagine: Guilherme Cunha tramite Unsplash, licenza gratuita
Il progetto potrebbe essere un primo passo verso l’eliminazione delle dannose emissioni di gas serra, sostituendo alla fine la secolare produzione di ferro in altoforno con un nuovo processo di produzione di ferro elettrolitico.
Ridurre il minerale di ferro in metallo è ad alta intensità di carbonio ed energia, portando a significative emissioni di anidride carbonica che guidano il riscaldamento globale.
“Non utilizziamo affatto il carbonio nel nostro processo, quindi il ferro potrebbe essere prodotto in modo pulito”, ha affermato Akolkar, Milton e Tamar Maltz Professore di Innovazione Energetica presso la Case School of Engineering.
“Tra il 7 e l’8% delle emissioni di gas serra è dovuto alla produzione dell’acciaio e l’industria utilizza la stessa tecnologia da più di un secolo. Questo potrebbe non essere sostenibile”.
Akolkar, all’estrema destra con alcuni membri del suo gruppo di ricerca. Da sinistra: Ben Holcombe, dottorando; Ruwani Wasalanthri, ricercatore postdottorato; e l’ingegnere ricercatore Nicholas Sinclair. Credito immagine: CWRU
La produzione di ferro in un altoforno comporta la combinazione di carbonio e minerale di ferro a temperature molto elevate per “ridurre” il minerale di ferro in “ghisa di maiale”, la materia prima chiave nell’industria siderurgica, secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE). Ma quando il carbonio reagisce con l’ossigeno del minerale, si forma anidride carbonica.
Di recente, il team di Akolkar ha vinto una sovvenzione di 1 milione di dollari dal DOE Ufficio Efficienza Industriale e Decarbonizzazione.
Case Western Reserve guiderà una squadra che include Laboratorio Nazionale Lawrence Livermore (LLNL), il Università dell’Arizona E Cleveland Cliffs Inc.—la più grande azienda di acciaio laminato piatto del Nord America e uno dei principali fornitori di acciaio per autoveicoli.
Poco più di un anno fa, il presidente Eric W. Kaler e il direttore di LLNL Kim Budil firmato un accordo accelerare le loro collaborazioni istituzionali.
“Entrambi i nostri team hanno colto le opportunità di collaborare con enorme entusiasmo e ingegnosità”, ha dichiarato all’epoca il presidente Kaler.
Tecnologia a zero emissioni di carbonio
Akolkar ha affermato che il suo team ha sviluppato una chimica e un processo unici, un nuovo metodo di elettrolisi del sale fuso, che mantiene la sostenibilità in primo piano.
“È fondamentale che il nostro processo sia conveniente affinché abbia un impatto trasformativo sull’industria e sulla società”, ha affermato Akolkar.
“Il nostro processo ha i vantaggi di essere a basso costo e può raggiungere tassi elevati, ma anche utilizzando sostanze chimiche rispettose dell’ambiente. Insieme, questi vantaggi ci aiuteranno a sviluppare non solo un nuovo processo, ma anche uno che sia veramente economicamente fattibile”.
Produzione industriale, taglio acciaio – foto illustrativa. Credito immagine: Clayton Cardinalli tramite Unsplash, licenza gratuita
Il team di Akolkar, che comprende l’ingegnere di ricerca della Case Western Reserve Nicholas Sinclair, ha aperto la strada ai metodi di elettrolisi a sale fuso per vari metalli.
Utilizzando sali fusi, l’elettrochimica può essere eseguita a temperature moderatamente elevate. Ciò consente di praticare la produzione di metalli elettrolitici a basso costo e su scala industriale.
Akolkar ha anche recentemente dimostrato l’uso di questa tecnologia per produzione interna sostenibile di metalli critici come il neodimio.
Fune d’acciaio – foto illustrativa. Credito immagine: Wikipedia/CC BY-SA 3.0 (immagine ritagliata)
Sforzo di decarbonizzazione più ampio
Il DOE ha annunciato il premio come parte di una più ampia iniziativa da 135 milioni di dollari coinvolgendo 40 progetti presso università, laboratori nazionali e aziende in 21 stati. L’obiettivo dell’agenzia è ridurre l’inquinamento da carbonio industriale e spostare la nazione verso un’economia a zero emissioni nette entro il 2050.
Il progetto di Case Western Reserve è tra i 10 su cui ci si concentra Decarbonizzare ferro e acciaio. Il DOE ha anche finanziato progetti per la decarbonizzazione di prodotti chimici, cemento e calcestruzzo, prodotti alimentari e bevande, carta e prodotti forestali, nonché progetti per la decarbonizzazione in più settori.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
