กระทรวงพลังงานให้ทุนสนับสนุนศูนย์แห่งใหม่ที่ Argonne สำหรับการลดคาร์บอนของการผลิตเหล็ก: พลิกโฉมกระบวนการผลิตเหล็ก

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

เลมอนต์, อิลลินอยส์–(BUSINESS WIRE)–เหล็กมีผลกระทบสำคัญต่อชีวิตของทุกคนและเศรษฐกิจของเรา มันมีความสำคัญต่อรถยนต์ รถบรรทุก เครื่องบิน อาคาร และอื่นๆ อีกมากมาย อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตยังมีปัญหาสำคัญอยู่ ทั่วโลกมีสัดส่วนการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมากจากภาคอุตสาหกรรม

เมื่อเร็วๆ นี้ กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) ได้ประกาศให้เงินทุน 19 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในระยะเวลาสี่ปีสำหรับ DOE ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne เป็นผู้นำศูนย์การผลิตกระแสไฟฟ้าจากเหล็กโดยการสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าหลายสถาบัน (ซี-สตีล). หน้าที่ของศูนย์คือการพัฒนากระบวนการที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่จะมาแทนที่เตาถลุงเหล็กในการผลิตเหล็ก และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 85% ภายในปี 2035

C-STEEL เป็นโครงการสำคัญของ DOE โครงการ Earthshot พลังงานความร้อนอุตสาหกรรมซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการทำความร้อนทางอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานมาก พันธมิตรในศูนย์ ได้แก่ ห้องทดลองแห่งชาติ Oak Ridge ของ DOE, มหาวิทยาลัย Case Western Reserve, มหาวิทยาลัย Northern Illinois, มหาวิทยาลัย Purdue Northwest และมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ ชิคาโก

ขั้นตอนที่ใช้พลังงานมากที่สุดในการผลิตเหล็กคือการเปลี่ยนแร่เหล็กให้เป็นโลหะเหล็กบริสุทธิ์หรือโลหะผสมเหล็กโดยใช้เตาถลุงเหล็ก สิ่งนี้ต้องการอุณหภูมิ 2500 ถึง 2700 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งร้อนกว่าภูเขาไฟที่กำลังปะทุ

กระบวนการวางตำแหน่งด้วยไฟฟ้าของทีมจะกำจัดหรือลดความต้องการความร้อนนั้นลง โดยเกี่ยวข้องกับการละลายแร่เหล็กในสารละลายและใช้ไฟฟ้าเพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยาที่สะสมโลหะเหล็กหรือโลหะผสมที่ใช้ประโยชน์ได้สำหรับการผลิตเหล็ก สารละลายคืออิเล็กโทรไลต์เหลวคล้ายกับที่พบในแบตเตอรี่

โครงการมีสามแรงขับ สองคนจะตรวจสอบกระบวนการที่แตกต่างกันสำหรับการวางตำแหน่งด้วยไฟฟ้า กระบวนการหนึ่งจะทำงานที่อุณหภูมิห้องโดยใช้อิเล็กโทรไลต์แบบน้ำ อีกอันจะใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้เกลือและจะทำงานที่อุณหภูมิ 1800 ถึง 2000 องศา F ต่ำกว่าเตาถลุงเหล็กในปัจจุบัน พลังงานสำหรับกระบวนการนี้ต่ำพอที่จะได้รับจากพลังงานหมุนเวียนหรือความร้อนเหลือทิ้งจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

แนวทางที่สามจะมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจระดับอะตอมของแต่ละกระบวนการ เป้าหมายของการผลักดันนี้คือการควบคุมทั้งโครงสร้างและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์โลหะอย่างแม่นยำ เพื่อให้สามารถรวมเข้ากับกระบวนการผลิตเหล็กขั้นปลายน้ำที่มีอยู่ได้

แรงขับแต่ละครั้งจะรวมเอา ปัญญาประดิษฐ์ แพลตฟอร์มที่ใช้เพื่อให้แน่ใจว่ามีแนวทางที่เป็นหนึ่งเดียวในการออกแบบอิเล็กโทรไลต์ ด้วยเหตุนี้ C-STEEL จะใช้ทรัพยากรการคำนวณระดับโลกของศูนย์คอมพิวเตอร์ผู้นำสองแห่ง แห่งหนึ่งที่ Argonne และอีกแห่งที่ Oak Ridge

ติดต่อ

คริสโตเฟอร์ เจ. เครเมอร์

หัวหน้าฝ่ายสื่อสัมพันธ์

อาร์กอนห้องปฏิบัติการแห่งชาติ

มีเดีย@anl.gov
สำนักงาน: 630.252.5580