O ferro e seu allo, como aço e ferro fundido, dominam o mundo moderno e há uma demanda crescente por produtos obtidos de ferro. O forno de dição, os reatores de explosão convertem o minério de ferro em metal primário puro, mas o processo requer muita energia e emite poluição do ar. Agora, pesquisadores Cartas de energia da ACS Relate que eles desenvolveram um método mais limpo para levantar o ferro do minério de ferro sintético usando eletroquímica, que eles dizem que pode se tornar caro com os reatores de explosão.
Paul Kempler, autor da pesquisa, disse: “Identificar óxidos que podem ser convertidos em metal de ferro a baixas temperaturas é uma etapa importante no desenvolvimento de um processo eletrificado completo para fazer aço”.
O ferro eletroquímico está produzindo o metal com um líquido que contém matérias -primas de ferro. Ao comparar os reatores de explosão de alta temperatura, o processo químico eletrônico pode reduzir significativamente as emissões de poluição do ar, como gás de efeito estufa, dióxido de enxofre e substâncias de partículas e sugerir economia de energia suficiente. Anteriormente, químicos e colegas usavam esse processo para converter partículas de óxido e soluções de hidróxido de sódio diretamente no ferro primário a uma temperatura de 176 a 194 graus (80 a 90 graus Celsius). No entanto, quando algum minério de ferro natural com tamanho irregular, partículas densas e impurezas foram testadas, esse processo de baixo nível não era bastante seletivo. Assim, uma nova equipe de pesquisadores, liderada por Kempler e Anastasia Konavalova e Andrew Goldman, queria entender que qualquer matéria-prima nacional de minério de ferro poderia apoiar a escala do processo.
Primeiro, os pesquisadores preparam partículas de óxido de ferro com uma área de superfície alta, incluindo orifícios internos e cavidades conjuntivas, como a metropologia em nanoescala de partículas afetou a reação eletrônica química. Em seguida, eles converteram alguns deles em partículas de óxido de ferro micrômetro e duplicaram o minério natural. Essas partículas têm alguns traços como carbono e bário. A equipe projetou um cátodo especial para puxar metal de ferro assim que a solução de hidróxido de sódio passa através de partículas de óxido de ferro. Nos testes, os densos óxidos de ferro foram reduzidos ou convertidos em ferro inicial, o máximo selecionado na densidade de corrente de 50 milhões por centímetro quadrado, semelhante às baterias de íon de lítio de carregamento rápido. Pelo contrário, a área da superfície superior com porose mais alta e, portanto, facilita a produção de ferro eletrônico mais eficiente do que ser harmonioso com minério de minério de ferro natural de baixa forma.
Os pesquisadores avaliaram o custo potencial de fabricar seu ferro eletrônico químico. Na concentração atual usada nos testes, eles assumiram que menos ferro por tonelada métrica (US $ 0,60 por kg) poderia ser produzida, o que é comparável à construção do ferro tradicional tendrável. Estudos demonstraram que, ao usar pioris de nanoescala, a análise eletrônica industrial pode ser alcançada até 6005 milhões por centímetro quadrado como uma densidade semelhante usada nas células. A tecnologia requer um progresso adicional nos desenhos de células eletroquímicas e nas matérias -primas de óxido de ferro para perfurar ainda mais antes de assistir à adoção comercial.
Os escritores reconhecem fundos do Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciência, Escritório Básico de Ciências da Energia.