El subproducto de la reacción es oxígeno y el proceso no requiere agua, productos químicos peligrosos ni catalizadores de metales preciosos.
Boston Metal, una filial del MIT, está comercializando un nuevo método para fabricar acero y otros metales, para ayudar a limpiar la industria intensiva en emisiones.
Hasta ahora, forma más común de producir acero implica extraer mineral de hierro, reducirlo en un alto horno mediante la adición de carbón y luego usar un horno de oxígeno para quemar el exceso de carbono y otras impurezas.
La fabricación de acero es un proceso extremadamente sucio. Es por eso que la producción de acero representa alrededor del 7 al 9 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero de la humanidad en todo el mundo, lo que la convierte en una de las industrias más sucias del planeta.
Ahora Boston Metal busca limpiar la industria siderúrgica mediante un proceso electroquímico llamado electrólisis de óxido fundido (MOE), que elimina muchos pasos en la fabricación de acero y libera oxígeno como único subproducto.
La empresa, fundada por el profesor emérito del MIT Donald Sadoway, el profesor Antoine Allanore y el doctorado James Yurko en 2001, ya está utilizando MOE para recuperar metales de alto valor de residuos mineros en su filial brasileña, Boston Metal do Brasil.
Ese trabajo está ayudando al equipo de Boston Metal a implementar su tecnología a escala comercial y establecer asociaciones clave con operadores mineros. También ha construido un prototipo de reactor MOE para producir acero ecológico en su sede de Woburn, Massachusetts.
Desde la década de 1980, Sadoway había realizado investigaciones sobre el proceso electroquímico mediante el cual se produce el aluminio. El objetivo de la investigación era encontrar un reemplazo para el ánodo consumible utilizado en ese proceso, que produce dióxido de carbono como subproducto. Durante ese trabajo, comenzó a conceptualizar un proceso electroquímico similar para fabricar hierro, el precursor del acero.
Pero no fue hasta alrededor de 2012 que Sadoway y Allanore, entonces postdoctorado en el MIT, descubrieron una aleación de hierro y cromo que podría servir como material de ánodo lo suficientemente barato como para hacer que el proceso fuera comercialmente viable y producir oxígeno como subproducto. Fue entonces cuando la pareja se asoció con James Yurko, un ex alumno, para fundar Boston Metal.
El proceso de electrólisis de óxido fundido de Boston Metal se lleva a cabo en celdas modulares MOE, cada una del tamaño de un autobús escolar.
La roca de mineral de hierro se introduce en la celda, que contiene el cátodo (el terminal negativo de la celda MOE) y un ánodo sumergido en un electrolito líquido.
El ánodo es inerte, lo que significa que no se disuelve en el electrolito ni participa en la reacción más que servir como terminal positivo.
Cuando la electricidad corre entre el ánodo y el cátodo y la celda alcanza alrededor de 1.600 grados Celsius, los enlaces de óxido de hierro en el mineral se rompen, produciendo metal líquido puro en el fondo que puede extraerse.
El subproducto de la reacción es oxígeno y el proceso no requiere agua, productos químicos peligrosos ni catalizadores de metales preciosos.
La producción de cada célula depende del tamaño de su corriente. Lambotte dice que con unos 600.000 amperios, cada celda podría producir hasta 10 toneladas de metal cada día.
Las siderúrgicas licenciarían la tecnología de Boston Metal y desplegarían tantas células como fueran necesarias para alcanzar sus objetivos de producción.
Con información de MIT
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