Đột phá về plasma hydro có thể thúc đẩy sản xuất kim loại không phát thải
Ở trạng thái siêu nhiệt này, hydro trở nên hiệu quả hơn nhiều trong việc tách oxy khỏi quặng kim loại so với các phương pháp truyền thống.
Nghiên cứu khám phá việc sử dụng plasma hydro để thay thế carbon hóa thạch trong sản xuất kim loại. (Hình ảnh minh họa)
Các nhà nghiên cứu tại SINTEF, một trong những tổ chức nghiên cứu độc lập lớn nhất châu Âu, đang có những bước tiến đáng kể trong việc phát triển công nghệ plasma hydro.
Mục tiêu của họ là phát triển một công nghệ có thể dẫn đến sản xuất thép không phát thải.
Kristine Bly, Thạc sĩ Khoa học tại SINTEF cho biết: "Nếu chúng tôi thành công với plasma hydro, chúng tôi có thể loại bỏ đáng kể lượng khí thải CO₂ từ ngành công nghiệp kim loại. Đây có thể là bước đột phá cho quá trình chuyển đổi xanh trong sản xuất thép".
Phương pháp tiếp cận sáng tạo của nhóm nghiên cứu cung cấp một giải pháp thay thế sạch cho các phương pháp truyền thống dựa vào nhiên liệu hóa thạch.
Các nhà nghiên cứu cho biết thêm trong một bản tin rằng: "Ngành công nghiệp kim loại toàn cầu dựa vào than và than cốc để chiết xuất kim loại từ quặng, dẫn đến lượng khí thải CO₂ đáng kể".
Plasma hydro cung cấp một giải pháp thay thế sạch hơn
Nghiên cứu tập trung vào cách plasma hydro có thể thay thế carbon hóa thạch trong sản xuất kim loại, mở đường cho quá trình chuyển đổi xanh hơn trong ngành.
Thành công của bước đột phá này là nhờ các đặc tính độc đáo của plasma hydro.
"Khí thông thường không đủ phản ứng để đạt được điều này. Khi đun nóng hydro ở nhiệt độ rất cao, nó chuyển thành plasma, có khả năng phản ứng mạnh hơn đáng kể so với hydro thông thường", các nhà nghiên cứu giải thích.
Trạng thái siêu nhiệt này cho phép hydro tách oxy khỏi quặng kim loại hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống.
Trong sản xuất thép truyền thống, carbon từ than thực hiện quá trình loại bỏ oxy này, dẫn đến lượng khí thải CO₂ lớn.
Tuy nhiên, không giống như sản xuất thép thông thường, dựa vào các quy trình thâm dụng carbon, plasma hydro chỉ thải ra hơi nước như một sản phẩm phụ. Về mặt lý thuyết, điều này khiến quy trình này gần như không phát thải.
Khám phá khả năng mở rộng quy mô của công nghệ
Nghiên cứu hiện tại của SINTEF tập trung vào việc áp dụng công nghệ này vào sản xuất ferromangan, một hợp kim quan trọng được sử dụng trong sản xuất thép.
Các nhà nghiên cứu đang khám phá khả năng mở rộng của công nghệ, nhu cầu năng lượng và tác động tiềm tàng của nó đối với ngành công nghiệp kim loại.
Dự án HyPla, một sáng kiến quan trọng trong lĩnh vực này, đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng plasma hydro để thay thế carbon trong sản xuất kim loại.
"Thông qua các nghiên cứu lý thuyết, thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm quy mô thí điểm, dự án đã phát triển một quy trình sản xuất mới, trong đó điện và plasma hydro được sử dụng để giảm quặng mangan", thông cáo báo chí cho biết thêm.
Mặc dù công nghệ plasma hydro vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, nhưng tiến độ đang tăng tốc.
Các nhà nghiên cứu lạc quan rằng nếu có thể khắc phục được những thách thức liên quan đến mức tiêu thụ năng lượng và chi phí, công nghệ này có thể trở thành nền tảng của sản xuất kim loại không phát thải.
Tác động rộng hơn với nghiên cứu sâu hơn
Ngoài việc giảm phát thải, quá trình chuyển đổi sang plasma hydro có thể có tác động rộng hơn đến chuỗi cung ứng toàn cầu.
Ví dụ, nó có thể làm giảm nhu cầu đối với các tác nhân khử truyền thống như than cốc luyện kim trong khi có khả năng làm tăng nhu cầu về năng lượng tái tạo để cung cấp năng lượng cho quy trình plasma tiêu tốn nhiều năng lượng.
Đáng chú ý là các chính phủ và tổ chức trên toàn thế giới đã tăng cường nỗ lực để đạt được mức phát thải ròng bằng 0 và công nghệ plasma hydro có thể là một bước đột phá đáng kể về mặt này.
"Nghiên cứu và đổi mới liên tục đóng vai trò quan trọng trong việc vượt qua các thách thức kỹ thuật trong công nghệ plasma hydro và giúp công nghệ này khả thi về mặt kinh tế", thông cáo báo chí kết luận.
"Thông qua các dự án thí điểm và cơ sở thử nghiệm, các nhà nghiên cứu có thể thử nghiệm công nghệ trong các tình huống thực tế, thu thập dữ liệu có giá trị để cải thiện quy trình và xác định các lĩnh vực cần phát triển thêm".
