giovedì, Luglio 25, 2024

Acciaio verde, dal Mit di Boston un passo avanti per la produzione con l'elettricità

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Si usa per costruire macchine, edifici, ponti, aerei e chi più ne ha ne metta. Si tratta dell’acciaio, uno dei materiali più usati e utili della società moderna. Tuttavia, il suo processo di produzione è tra i più inquinanti del pianeta: basta pensare che rappresenta circa il 7-9% delle emissioni di gas serra globali. A fare un notevole passo in avanti per rendere la produzione di acciaio verde e più sostenibile è oggi un prototipo del Mit, secondo cui ci si potrebbe servire dell’elettricità.

Produrre l’acciaio

La produzione dell’acciaio, così come quello di altri metalli è un processo altamente inquinante. Il processo più comunemente utilizzato, infatti, prevede l’estrazione del minerale di ferro, la sua riduzione in un altoforno attraverso l’aggiunta di carbone e l’utilizzo di un forno a ossigeno per bruciare il carbonio in eccesso e altre impurità. I ricercatori del Mit, invece, hanno suggerito un processo elettrochimico chiamato elettrolisi dell’ossido fuso (Moe), che elimina molte fasi della produzione dell’acciaio e rilascia ossigeno come unico sottoprodotto. “C’è un riconoscimento a livello mondiale della necessità di agire rapidamente, e ciò avverrà attraverso soluzioni tecnologiche come questa che possono aiutarci ad allontanarci dalle tecnologie tradizionali”, afferma Guillaume Lambotte, capo di Boston Metal, l’azienda che sta sviluppando il Moe, ed ex postdoc del Mit. “Il cambiamento climatico fa sempre più parte della nostra vita, quindi la pressione è su tutti affinché agiscano rapidamente”.

L’inizio sulla Luna

All’origine del prototipo di reattore Moe per produrre acciaio green c’è la Luna. A metà degli anni 2000, infatti, i ricercatori del Mit hanno ricevuto una sovvenzione da parte della Nasa per cercare modi di produrre ossigeno per le future basi lunari. Tra questi, c’era l’idea di inviare elettricità attraverso la roccia di ossido di ferro sulla superficie del satellite. Utilizzando per i loro esperimenti la roccia di un antico asteroide, i ricercatori hanno osservato come la reazione avesse prodotto ossigeno, con il metallo come sottoprodotto. “Tutti gli studi fondamentali e le tecnologie iniziali sono venuti dal Mit”, afferma Lambotte.

La produzione con l’elettricità

Il processo di elettrolisi dell’ossido fuso avviene in celle Moe modulari delle dimensioni di uno scuolabus. La roccia del minerale di ferro viene immessa nella cella, che contiene il catodo (il terminale negativo) e un anodo immerso in un elettrolita liquido. L’anodo è inerte, ovvero non si dissolve nell’elettrolita né prende parte alla reazione, oltre a fungere da terminale positivo. Quando l’elettricità scorre tra l’anodo e il catodo e la cella raggiunge circa 1.600 gradi centigradi, i legami di ossido di ferro nel minerale si dividono, producendo sul fondo metallo liquido puro. Il sottoprodotto della reazione è l’ossigeno e il processo non richiede acqua, sostanze chimiche pericolose o catalizzatori di metalli preziosi. “C’è molto fermento perché tutti hanno bisogno di una soluzione in grado di decarbonizzare l’industria dei metalli, quindi molti sono interessati a capire dove si inserisce il Moe nei propri processi”. La tecnologia di decarbonizzazione dell’acciaio è attualmente prevista per raggiungere la scala commerciale nel 2026. “Possiamo essere i beneficiari di questa straordinaria spinta mondiale verso la decarbonizzazione del settore energetico”, conclude Lambotte. “L’acciaio completamente verde richiede elettricità verde, e penso che quello che vedrete sarà l’implementazione di questa tecnologia laddove [l’elettricità pulita] è già prontamente disponibile”.

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