El hierro y su alo, como el acero y el hierro fundido, dominan el mundo moderno y existe una creciente demanda de productos obtenidos de hierro. El horno de dition, los reactores de explosión convierten el mineral de hierro en metal primario puro, pero el proceso requiere mucha energía y emite contaminación del aire. Ahora, investigadores Letras de energía ACS Informe que han desarrollado un método más limpio para levantar el hierro del mineral de hierro sintético utilizando electroquímica, que dicen que puede volverse costoso con los reactores de explosión.
Paul Kempler, autor de la investigación, dijo: “Identificar óxidos que se pueden convertir en metal de hierro a bajas temperaturas es un paso importante para desarrollar un proceso electrificado completo para hacer acero”.
El hierro electroquímico está haciendo el metal con un líquido que contiene materias primas de hierro. Al comparar los reactores de explosión de alta temperatura, el proceso químico electrónico puede reducir significativamente las emisiones de contaminación del aire, como gases de efecto invernadero, dióxido de azufre y sustancias de partículas y sugerir suficiente ahorro de energía. Anteriormente, Chempors y sus colegas utilizaron este proceso para convertir partículas de óxido y soluciones de hidróxido de sodio directamente al hierro primario a una temperatura de 176 a 194 grados (80 a 90 grados centígrados). Sin embargo, cuando se probó un mineral de hierro natural con tamaño irregular, se probaron partículas e impurezas densas, este proceso de bajo nivel no fue del todo selectivo. Por lo tanto, un nuevo equipo de investigadores, dirigido por Kempler y Anastasia Konavalova y Andrew Goldman, quería comprender que cualquier materia prima nacional de hierro podría soportar la escala del proceso.
Primero, los investigadores preparan partículas de óxido de hierro con un área de superficie alta, incluidos agujeros internos y cavidades conectivas, cómo la metropología de partículas a nanoescala afectó la reacción química electrónica. Luego, convirtieron algunas de ellas en partículas de óxido de hierro micrómetro y duplicaron el mineral natural. Estas partículas tienen algunas huellas como carbono y bario. El equipo ha diseñado un cátodo especial para tirar de metal de hierro tan pronto como la solución de hidróxido de sodio pasa a través de partículas de óxido de hierro. En las pruebas, los óxidos de hierro densos se redujeron o se convirtieron en hierro inicial, el máximo seleccionado en la densidad de corriente de 50 millones por centímetro cuadrado, similar a las baterías de iones de litio de carga rápida. Por el contrario, el área de la superficie superior con porosis más alta y, por lo tanto, facilita la producción de hierro químico electrónico más eficiente que ser armonioso con mineral de hierro natural de bajo contado.
Los investigadores han evaluado el costo potencial de hacer su hierro químico electrónico. A la concentración actual utilizada en las pruebas, asumieron que se podría producir menos hierro por tonelada métrica ($ 0.60 por kg), lo que es comparable a la construcción del hierro tenable tradicional. Los estudios han demostrado que al usar la pobreis a nanoescala, el análisis electrónico industrial se puede lograr hasta 6005 millones por centímetro cuadrado como una densidad similar utilizada en las células. La tecnología requiere un mayor progreso en los diseños de células electroquímicas y las materias primas de óxido de hierro para perforarse aún más antes de ver la adopción comercial.
Los escritores reconocen fondos del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Oficina de Ciencias, la Oficina Básica de Ciencias de la Energía.