Produkcja żelaza bez węgla i bez CO2 - ale przy użyciu słonej wody

Od epoki żelaza (około 1200 r. p.n.e.) ruda żelaza była podgrzewana i topiona przy użyciu dużej ilości energii w celu uzyskania czystego żelaza. Kilka dodatkowych składników i otrzymujemy stal - w pewnym uproszczeniu.

Obecnie roczna produkcja tego powszechnie stosowanego metalu (czwartego najpowszechniej występującego pierwiastka w płaszczu Ziemi) wynosi 2,5 miliarda ton. A emisje CO2 wytwarzane przez górnictwo, wielkie piece i rafinację są odpowiednio ogromne.

Jednym z wypróbowanych już podejść jest zastąpienie węgla i koksu zielonym wodorem i zielonym metanem, co w niektórych przypadkach jest już stosowane w praktyce.

Naukowcy z University of Oregon podchodzą do tego problemu w zupełnie inny sposób. Podczas wydobywania sodu ze słonej wody wykorzystywana jest konfiguracja przypominająca typową baterię. Sód występuje we wszystkich oceanach na świecie w postaci rozpuszczonego chlorku sodu lub soli kuchennej.

Jeśli materiał katody zostanie zastąpiony rudą żelaza, proces chemiczny pozostaje praktycznie niezmieniony. Katoda rozkłada się jednak na wodorotlenek sodu i czyste żelazo. Tlen jest rozpuszczany z rudy żelaza. Pozostaje żelazo elementarne.

Wymagane jest mniej energii niż do wytapiania żelaza. Wymagana jest jedynie energia elektryczna, która w idealnym przypadku pochodzi ze źródeł odnawialnych. Powstały wodorotlenek sodu może być również sprzedawany.

A to nie wszystko: wiąże on nawet CO2, usuwa tlen i pozostawia węgiel w postaci mineralnej, na przykład jako grafit. Proces ten może zatem prowadzić do pochłaniania dwutlenku węgla.

Wciąż na samym początku

Obecnie są to testy laboratoryjne. Wprowadzenie ich na skalę przemysłową zajmie trochę czasu. Ponadto produkowany jest nie tylko sód, ale oczywiście także chlor gazowy, który jest toksyczny i z kolei zanieczyszcza środowisko. Jednak chlor jest również wykorzystywany w przemyśle chemicznym.

Co więcej, katoda musiałaby być wykonana z czystej rudy żelaza, która po wydobyciu musiałaby zostać odpowiednio oczyszczona. To sprawia, że proces jest droższy i mniej wydajny.

Niemniej jednak, w oparciu o zapotrzebowanie na sam chlor, można by produkować kilkadziesiąt milionów ton żelaza rocznie - bez emisji CO2.

A to, że jakaś technologia jest znana i godna zaufania od prawie 3000 lat, nie oznacza, że nie można spróbować czegoś nowego.