Penyelidik mengkaji bagaimana liang pepejal mengubah cara ia bertindak balas secara kimia dengan bahan lain. Akibatnya, pengeluaran keluli boleh menjadi lebih mesra alam.
Penggunaan hidrogen berpotensi lebih mesra alam berbanding prosedur standard menggunakan karbon sebagai bahan tindak balas. Walau bagaimanapun, untuk perubahan ini dilaksanakan pada skala industri, beberapa halangan mesti diatasi. Salah satu masalahnya ialah salah satu tindak balas yang diperlukan untuk membuat keluli daripada hidrogen adalah sangat perlahan. Xuyang Zhou di Institut Kajian Besi Max Planck di Jerman dan rakan-rakannya akhirnya telah mengenal pasti punca kelambatan ini dan mencadangkan penyelesaian.
Oksida besi bergabung dengan bahan lain dalam tindak balas redoks (perdagangan elektron) untuk membentuk hasil sampingan oksida seperti karbon dioksida atau air, bergantung kepada sama ada keluli dan bahan tindak balas adalah karbon atau hidrogen. Zhou dan rakan sekerja sedar bahawa penyingkiran atom oksigen semasa proses ini meninggalkan liang dalam oksida besi dalam julat saiz dari nanometer hingga mikron. Mereka mendapati bahawa apabila bahan tindak balas adalah hidrogen, air yang terperangkap dalam liang-liang ini sebenarnya boleh mengoksidakan semula besi (mengeluarkan elektron), memperlahankan tindak balas keseluruhan, dan membalikkan proses pengurangan (penambahan elektron) yang diperlukan untuk menghasilkan keluli.
Kumpulan itu mencadangkan langkah balas terhadap kesan perlahan ini. Jika liang-liang disambungkan cukup untuk membentuk saluran, air akan mempunyai peluang untuk meresap keluar daripada bahan sebelum ia teroksida semula. Menurut Zhou, kumpulan itu sepatutnya dapat menghasilkan morfologi liang yang diperlukan dengan mengawal suhu, tekanan dan pembolehubah lain tindak balas.
Menurut Zhou, pengeluaran keluli pada masa ini menyumbang kepada 7-9% daripada pelepasan karbon dioksida dunia, jadi membangunkan strategi alternatif adalah penting untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan menangani perubahan iklim.
Sumber: physics.aps.org/articles/v16/s57
Günceleme: 20/04/2023 13:49