Wodór jest istotnym pierwiastkiem wykorzystywanym w produkcji stali. Służy on między innymi do redukcji tlenku żelaza. Jednakże magazynowanie wodoru na potrzeby przemysłu stalowego jest kosztowne i dość nieekologiczne. Pierwiastek ten musi być przechowywany pod dużym ciśnieniem, ale w niskich temperaturach. Takie warunki wymagają wiele nakładów energii. Samo magazynowanie zabiera 30 proc. energii chemicznej zawartej w danej objętości wodoru.
Czytaj też: Stali musimy powiedzieć “nie”, przynajmniej częściowo. Ale dlaczego?
Naukowcy z Instytutu Maxa Plancka zaproponowali, jak wykluczyć pierwiastkowy wodór. Na łamach Advanced Energy opublikowali wyniki badań nad redukcją żelaza za pomocą… amoniaku. Ten związek chemiczny o wzorze NH3 jest znakomitym nośnikiem wodoru, twierdzą badacze w swoim artykule naukowym.
Produkcja stali mniej trująca. Problemy z wodorem naprawi inny związek chemiczny
Aby przekonać się o tym, przeprowadzono eksperyment w środowisku laboratoryjnym. Wprowadzono amoniak do niewielkiego reaktora i obserwowano, jak działa reakcja redukcji rud tzw. żelaza gąbczastego. Bezpośrednia reakcja działała na zasadzie autokatalizy. Jej kinetyka była podobna do tej z wykorzystaniem samego wodoru.
Z amoniakiem była taka różnica, że podczas chłodzenia powstają azotki. Uważa się, że mogłoby one zapobiegać korozji żelaza. Niemniej w kolejnych etapach obróbki musiałyby być usunięte. Poza azotkami wśród produktów ubocznych pozostawałby również sam azot, ale jemu przypisać można rolę nośnika ciepła w piecu szybowym – w ten sposób reakcja będzie miała utrzymaną odpowiednia temperaturę.
Czytaj też: Produkcja ekologicznej stali. Thyssenkrupp wyda na to 1,9 miliarda dolarów
Jak przekonują naukowcy, nie taki zły ten amoniak w obróbce żelaza. Dodatkową zaletą jest to, że amoniak jest już używany przez przemysł i istnieje gęsta siatka logistyczna dla tego związku na świecie. Zatem zarówno z zarządzaniem, produkcją i transportem NH3 nie powinno być większego problemu. Piece hutnicze również nie wymagają inwazyjnych modyfikacji, aby dostosować je do stosowania amoniaku. Aż dziw bierze, że na takie rozwiązanie substytucji wodoru w produkcji stali wpadliśmy dopiero teraz. Niemniej jak mówi powiedzenie: lepiej późno, niż wcale.
