Loại bỏ sự chậm chạp liên quan đến việc sử dụng hydro để sản xuất thép

Loại bỏ sự chậm chạp liên quan đến việc sử dụng hydro để sản xuất thép

    Một nhóm các nhà luyện kim và nhà khoa học vật liệu tại Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH đã phát hiện ra lý do cho sự chậm chạp xảy ra khi cố gắng sử dụng hydro thay vì than cốc để sản xuất thép. Trong nghiên cứu của họ, được báo cáo trên tạp chí Physical Review Letters , nhóm đã cô lập vấn đề và đưa ra các giải pháp sản xuất thép với lượng khí thải carbon giảm.

    Loại bỏ sự chậm chạp liên quan đến việc sử dụng hydro để sản xuất thép

    Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sản xuất thép chiếm khoảng 7% đến 9% lượng khí thải carbon dioxide vào khí quyển, điều này đã khiến các nhà khoa học tìm kiếm những cách sản xuất vật liệu sạch hơn. Cho đến nay, phương pháp chính là sử dụng hydro để nung nóng oxit sắt. Nhưng điều này đã được chứng minh là quá chậm chạp. Trong nỗ lực mới này, nhóm nghiên cứu đã tìm ra nguyên nhân của sự chậm chạp và cũng đã tìm ra giải pháp.

    Để sản xuất thép, than cốc (có hàm lượng carbon cao) được đốt cháy bên trong lò cao để làm nóng một lượng oxit sắt. Khi điều này xảy ra, một phản ứng xảy ra giữa carbon và oxy trong sắt, dẫn đến việc giải phóng carbon dioxide vào không khí khi sắt được chuyển thành thép. Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng khi oxy rời khỏi sắt trong quá trình phản ứng, các lỗ xốp vẫn còn trong sắt, lỗ rỗng sau đó phải được loại bỏ oxy bằng cách nung nóng kim loại lần thứ hai. Trong nỗ lực mới này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những lỗ xốp này dẫn đến các vấn đề khi cố gắng sử dụng hydro sạch hơn nhiều để nung nóng oxit sắt.

    Bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử , nhóm nghiên cứu có thể thấy rằng khi hydro được sử dụng để nung nóng oxit sắt, các lỗ rỗng còn sót lại trong các phản ứng trở nên chứa đầy nước, sau đó bị giữ lại bên trong sắt. Nước đó sau đó đã oxy hóa lại sắt, làm chậm quá trình loại bỏ oxy. Họ cũng phát hiện ra rằng đôi khi, các kênh hình thành cho phép nước thoát ra ngoài. Vì vậy, giải pháp để loại bỏ sự chậm chạp khỏi quy trình là nung nóng oxit sắt theo cách thúc đẩy việc tạo ra các kênh, điều này có thể được thực hiện bằng cách đưa cấu trúc vết nứt vi mô vào nguyên liệu.

    Zalo
    Hotline