Les chercheurs ont étudié comment les pores d'un solide modifient la façon dont il réagit chimiquement avec d'autres substances. En conséquence, la production d'acier pourrait devenir plus respectueuse de l'environnement.
L'utilisation d'hydrogène est potentiellement plus respectueuse de l'environnement par rapport à la procédure standard utilisant du carbone comme réactif. Cependant, pour que ce changement soit mis en œuvre à l'échelle industrielle, un certain nombre d'obstacles doivent être surmontés. L'un des problèmes est que l'une des réactions nécessaires pour fabriquer de l'acier à partir d'hydrogène est étrangement lente. Xuyang Zhou de l'Institut Max Planck d'études sur le fer en Allemagne et ses collègues ont enfin identifié la cause profonde de cette lenteur et proposé une solution.
L'oxyde de fer se combine avec une autre substance dans une réaction redox (échange d'électrons) pour former un sous-produit d'oxyde tel que le dioxyde de carbone ou l'eau, selon que l'acier et le réactif sont du carbone ou de l'hydrogène. Zhou et ses collègues savaient que l'élimination des atomes d'oxygène au cours de ce processus laisse des pores dans l'oxyde de fer dont la taille varie de nanomètres à microns. Ils ont découvert que lorsque le réactif est l'hydrogène, l'eau piégée dans ces pores peut en fait réoxyder le fer (éliminer les électrons), ralentir la réaction globale et inverser le processus de réduction (ajout d'électrons) nécessaire à la production d'acier.
Le groupe propose une contre-mesure contre cet effet de ralentissement. Si les pores sont suffisamment connectés pour former des canaux, l'eau aura une chance de s'infiltrer hors du matériau avant qu'il ne soit réoxydé. Selon Zhou, le groupe devrait être capable de produire la morphologie des pores requise en régulant la température, la pression et d'autres variables de la réaction.
Selon Zhou, la production d'acier contribue actuellement à 7 à 9 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone, il est donc crucial de développer une stratégie alternative pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et lutter contre le changement climatique.
Source : physics.aps.org/articles/v16/s57
Günceleme: 20/04/2023 13:49