Produzione di acciaio ecologica

La produzione di acciaio convenzionale può essere la principale fonte industriale mondiale di gas serra. Ma un nuovo processo sviluppato dai ricercatori del MIT potrebbe cambiare tutto questo e produrre acciaio più resistente (e in definitiva più economico).

Antoine Allanore (a sinistra) e Donald Sadoway

La produzione mondiale di acciaio attualmente ammonta a circa 1,5 miliardi di tonnellate all'anno e ogni tonnellata prodotta genera quasi due tonnellate di anidride carbonica, secondo i dati del settore. Ciò rappresenta circa il 5% delle emissioni mondiali di gas serra.

L'idea per il nuovo metodo, che è stato sviluppato dal professore di chimica dei materiali Donald Sadoway, dall'assistente professore di metallurgia Antoine Allanore, e Lan Yin, PhD '12, è nata quando Sadoway ha ricevuto una sovvenzione dalla NASA per cercare modi per produrre ossigeno sulla luna —un passo fondamentale verso future basi lunari. Ha scoperto che un processo da lui inventato chiamato elettrolisi dell'ossido fuso potrebbe utilizzare l'ossido di ferro dal suolo lunare per produrre ossigeno in abbondanza.

Questo metodo utilizzava un anodo di iridio, ma poiché l'iridio è costoso e le forniture sono limitate, non è un approccio praticabile per la produzione di acciaio sfuso sulla Terra. Trovare un'alternativa non è stato facile, perché l'ossido di ferro fuso, a circa 1.600 °C, è un ambiente davvero impegnativo, spiega Sadoway. La fusione è estremamente aggressiva. L'ossigeno attacca rapidamente il metallo.

Ma Allanore è riuscito a risolvere il problema. La risposta è stata una lega che forma naturalmente una sottile pellicola di ossido metallico sulla sua superficie, abbastanza spessa da prevenire ulteriori attacchi dell'ossigeno ma abbastanza sottile da consentire alla corrente elettrica di fluire liberamente attraverso di essa. I costituenti della lega, ferro e cromo, sono abbondanti ed economici, afferma Sadoway.

Oltre a non produrre emissioni diverse dall'ossigeno puro, il processo si presta a fabbriche su piccola scala. Le acciaierie convenzionali sono redditizie solo se possono produrre milioni di tonnellate di acciaio all'anno, ma questo nuovo processo potrebbe essere praticabile per una produzione di poche centinaia di migliaia di tonnellate all'anno, afferma.

Il processo produce anche un metallo di eccezionale purezza, afferma Sadoway. E potrebbe essere adattato per la produzione senza carbonio di altri metalli e leghe, inclusi nichel, titanio e ferromanganese.

La tecnologia è ancora su scala di laboratorio, ma Sadoway, Allanore e un ex studente hanno formato una società per sviluppare un prototipo di impianto commercialmente valido. Si aspettano che la progettazione, la costruzione e il collaudo di una struttura del genere potrebbero richiedere circa tre anni.

nascondere