Науковці з Орегонського університету у США представили інноваційний метод електрохімічного виробництва заліза, який може стати альтернативою традиційним способам. Ця технологія передбачає пропускання електричного струму через рідину, багату на матеріали з високим вмістом заліза, що дозволяє уникнути необхідності високих температур.
Про це розповідає ProIT
Новий підхід має потенціал суттєво скоротити викиди шкідливих речовин, зокрема парникових газів, діоксиду сірки та твердих часток. Команда науковців, очолювана Полом Кемплером, продемонструвала, що тверді частинки оксиду заліза можна перетворити на чисте залізо у розчині гідроксиду натрію при відносно низьких температурах, близько 80-90°C.
Виклики у використанні природних залізних руд
Проте природні залізні руди, як виявилося, мають високу щільність та містять численні домішки, що ускладнює їх використання для цього методу. Для вирішення цієї проблеми Кемплер разом з колегами, включаючи Анастасію Коновалову та Ендрю Голдмана, почали досліджувати альтернативні матеріали, схожі на залізну руду, які можуть бути використані у цьому екологічному процесі.
Науковці підготували частинки оксиду заліза з великою площею поверхні та внутрішніми отворами для вивчення впливу їхньої форми та розміру на електрохімічні реакції. Вони зменшили ширину деяких частинок до мікрометрової, щоб імітувати природні залізні руди, включаючи лише незначні домішки, такі як вуглець та барій.
Потенціал нової технології
В процесі експериментів щільні оксиди заліза успішно відновлювалися до чистого заліза при щільності електричного струму 50 міліампер на квадратний сантиметр. Більш пористі частинки з великою площею поверхні забезпечили кращі результати у порівнянні з менш пористими мінералами, такими як гематит.
Дослідники оцінюють, що вартість їхнього електрохімічного методу виробництва заліза при використанні струму у 50 міліампер може становити менше 600 доларів за метричну тонну, що співпадає із собівартістю традиційних технологій. Також виявлено, що можна досягти значно вищих щільностей струму до 600 міліампер на квадратний сантиметр, проте для цього потрібні подальші досягнення в проектуванні електрохімічних осередків.
«Результати дослідження були опубліковані у журналі ACS Energy Letters».
