Fabricación de acero ecológica

La fabricación de acero convencional puede ser la principal fuente industrial de gases de efecto invernadero del mundo. Pero un nuevo proceso desarrollado por investigadores del MIT podría cambiar todo eso y producir acero más fuerte (y en última instancia más barato).

Antoine Allanore (izquierda) y Donald Sadoway

La producción mundial de acero asciende actualmente a alrededor de 1.500 millones de toneladas por año, y cada tonelada producida genera casi dos toneladas de dióxido de carbono, según datos de la industria. Esto representa alrededor del 5 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero del mundo.

La idea del nuevo método, que fue desarrollado por el profesor de química de materiales Donald Sadoway, el profesor asistente de metalurgia Antoine Allanore, y Lan Yin, PhD '12, surgió cuando Sadoway recibió una subvención de la NASA para buscar formas de producir oxígeno en la luna. —Un paso clave hacia futuras bases lunares. Descubrió que un proceso que inventó llamado electrólisis de óxido fundido podría usar óxido de hierro del suelo lunar para producir oxígeno en abundancia.

Este método utilizó un ánodo de iridio, pero dado que el iridio es caro y los suministros son limitados, ese no es un enfoque viable para la producción de acero a granel en la Tierra. Encontrar una alternativa no fue fácil, porque el óxido de hierro fundido, a unos 1.600 ° C, es un entorno realmente desafiante, explica Sadoway. El derretimiento es extremadamente agresivo. El oxígeno ataca rápidamente el metal.

Pero Allanore logró resolver el problema. La respuesta fue una aleación que, naturalmente, forma una película delgada de óxido metálico en su superficie, lo suficientemente gruesa para evitar un mayor ataque de oxígeno, pero lo suficientemente delgada para que la corriente eléctrica fluya libremente a través de ella. Los componentes de la aleación, hierro y cromo, son abundantes y baratos, dice Sadoway.

Además de no producir más emisiones que oxígeno puro, el proceso se presta a fábricas de menor escala. Las plantas de acero convencionales son rentables solo si pueden producir millones de toneladas de acero por año, pero este nuevo proceso podría ser viable para la producción de unos pocos cientos de miles de toneladas por año, dice.

El proceso también produce un metal de una pureza excepcional, dice Sadoway. Y podría adaptarse para la producción libre de carbono de otros metales y aleaciones, incluidos níquel, titanio y ferromanganeso.

La tecnología todavía está a escala de laboratorio, pero Sadoway, Allanore y un ex alumno han formado una empresa para desarrollar un prototipo de planta comercialmente viable. Esperan que diseñar, construir y probar una instalación de este tipo podría llevar unos tres años.

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