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用盐水生产无碳、无二氧化碳的铁

不需要煤。试试盐水吧。(来源:pixabay/zephylwer0)
不需要煤。试试盐水吧。(来源:pixabay/zephylwer0)
全球约 8% 的二氧化碳排放量来自钢铁生产。与整个运输部门的排放量相当。因此,正如最新研究显示的那样,节约潜力巨大,甚至可以实现二氧化碳负平衡。
Renewable Science

自铁器时代(约公元前 1200 年)起,人们就开始使用大量能源对铁矿石进行加热和熔化,以获得纯铁。再加上一些配料,就得到了钢--有点简化了。

如今,这种广泛使用的金属(地幔中第四大常见元素)的年产量为 25 亿吨。而采矿、高炉和精炼产生的二氧化碳排放量也相应巨大。

一种已经尝试过的方法是用绿色氢气和绿色甲烷替代煤炭和焦炭,这种方法在某些情况下已经付诸实践。

俄勒冈大学的研究人员正在用一种完全不同的方法来解决这个问题。在从盐水中提取钠时,使用了一种类似于典型电池的装置。钠以溶解氯化钠或普通盐的形式存在于全球所有海洋中。

如果将阴极材料换成铁矿石,化学过程几乎保持不变。不过,阴极会分解成氢氧化钠和纯铁。铁矿石中的氧气被溶解。剩下的就是元素铁。

与冶炼铁相比,所需的能源更少。只需要电力,而电力最好来自可再生能源。生成的氢氧化钠还可以出售。

这还不是全部:它甚至还能结合二氧化碳,除去氧气,并以矿物形式(如石墨)留下碳。因此,该工艺可以形成碳汇。

仍处于起步阶段

目前这些都是实验室测试。在工业规模上实现这些目标还需要时间。此外,不仅会产生钠,当然还会产生有毒的氯气,进而污染环境。不过,氯气也用于化学工业。

此外,阴极必须由纯净的铁矿石制成,而铁矿石在开采后必须首先进行相应的清理。这就使得该工艺成本更高,效率更低。

不过,仅根据对氯的需求,每年就可生产数千万吨铁,而且不会排放二氧化碳。

一项技术已经被人们熟知并信赖了近 3000 年,但这并不意味着你不能尝试新的东西。

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Mario Petzold, 2024-02- 7 (Update: 2024-02- 7)