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Un percorso più pulito ed economico verso il titanio
Il titanio è resistente come l'acciaio, ma pesa solo il 60 percento circa. È anche altamente resistente alla corrosione e gestisce bene le temperature estreme. Quindi, non sorprende che l'industria aerospaziale voglia utilizzarne molto di più nella prossima generazione di aerei, rendendoli più leggeri e riducendo i costi del carburante.
Ma c'è un intoppo: a circa $ 40 per libbra oggi, il titanio è costoso e il prezzo continua a salire.
Ora una startup, Avanti Metal, utilizzando la tecnologia sviluppata al MIT, spera di commercializzare un processo che riduca drasticamente il costo di produzione del titanio, rendendone più disponibile per aeroplani grandi e più leggeri. Il processo, sviluppato dal chimico del MIT Donald Sadoway, applica un metodo di elettrolisi diretta rispettoso dell'ambiente per produrre il metallo.
Il titanio è naturalmente abbondante. Ma la lavorazione dell'ossido di titanio trovato nel terreno per creare un metallo utilizzabile è lenta e produce rifiuti tossici. Il prezzo del titanio è salito alle stelle, afferma Corby Anderson, direttore del Center for Advanced Mineral and Metallurgical Processing presso l'Università del Montana. È il doppio di quello che era in questo periodo l'anno scorso e l'anno scorso era piuttosto alto.
Jeffrey Sabados, presidente della quattro persone Avanti, stima che, sulla base dei piani di produzione pubblicati da Boeing e Airbus, ci sarà una carenza di titanio di 30.000 tonnellate entro il 2010. Sostiene che il processo di raffinazione del titanio di Avanti potrebbe ridurre i costi a circa $ 3 per libbra. Quindi, se il metallo viene venduto anche a $ 25 per libbra, una stima che chiama conservativa, è un enorme profitto potenziale.
Dall'inizio degli anni '50, il titanio è stato prodotto attraverso il processo Kroll. I produttori prima producono cloruro di titanio, che viene trasformato in tetracloruro di titanio e quindi miscelato con magnesio, che estrae il titanio e produce gas di cloro. Il risultato è un materiale poroso, contaminato da sali di magnesio, che richiede un'ulteriore lavorazione per rimuovere i sali e renderlo utilizzabile per la produzione. Il processo è così tossico che è difficile ottenere i permessi necessari per costruire un nuovo impianto al fine di espandere la produzione.
Sadoway afferma che il loro processo è molto più ecologico. Mescolano l'ossido di titanio con altri ossidi, come l'ossido di magnesio o l'ossido di calcio; quindi scaldano la miscela a circa 1700 gradi Celsius. Questo produce un bagno di ossidi fusi, attraverso il quale può passare una corrente elettrica. L'elettricità produce elettrolisi, rompendo il legame tra gli atomi di titanio e ossigeno, e il titanio più pesante affonda. Il risultato è una pozza di titanio liquido nella parte inferiore e ossigeno che gorgoglia fuori dalla parte superiore. Gli altri ossidi fusi rimangono al loro posto, agendo da elettrolita quando viene aggiunto altro ossido di titanio. Continui a fare sempre più metal, dice Sadoway.
Finora, però, Sadoway e colleghi hanno prodotto solo pochi grammi con una cella di reattore sperimentale. È difficile per il piccolo dispositivo in ceramica sostenere l'alta temperatura necessaria. Avanti spera di raccogliere abbastanza soldi dagli investitori per costruire un prototipo più grande per produrre effettivamente un pool di titanio liquido. Sadoway spera di iniziare a mettere insieme un team di scienziati entro agosto e di costruire fonderie di titanio funzionanti entro agosto 2008.
Nabil Elkouh, presidente di Erigo Technologies, una società di consulenza che mette insieme accordi tra ricercatori e investitori, e che è consulente di Avanti, avverte che la loro proiezione di produrre titanio a un decimo del costo attuale, potrebbe essere ottimista a questo punto. Potrebbero avere qualcosa di eccezionale, ma potrebbero volerci quattro anni, dice. Potrebbe non costare mai un decimo, ma se costasse la metà? Sarebbe comunque fantastico.
Anderson afferma che molte persone, dai ricercatori universitari ad aziende come DuPont, stanno lavorando a modi migliori per produrre titanio. Spera di visitare il MIT quest'estate per esaminare il processo di Sadoway e vedere come funziona.