Aciérie écologique

La sidérurgie conventionnelle pourrait être la principale source industrielle mondiale de gaz à effet de serre. Mais un nouveau processus développé par des chercheurs du MIT pourrait changer tout cela et produire un acier plus solide (et finalement moins cher).

Antoine Allanore (à gauche) et Donald Sadoway

La production mondiale d'acier s'élève actuellement à environ 1,5 milliard de tonnes par an, et chaque tonne produite génère près de deux tonnes de dioxyde de carbone, selon les données de l'industrie. Cela représente environ 5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

L'idée de la nouvelle méthode, qui a été développée par le professeur de chimie des matériaux Donald Sadoway, professeur adjoint de métallurgie Antoine Allanore, et Lan Yin, PhD '12, est née lorsque Sadoway a reçu une subvention de la NASA pour rechercher des moyens de produire de l'oxygène sur la lune. —une étape clé vers les futures bases lunaires. Il a découvert qu'un processus qu'il a inventé appelé électrolyse à l'oxyde fondu pouvait utiliser l'oxyde de fer du sol lunaire pour produire de l'oxygène en abondance.

Cette méthode utilisait une anode en iridium, mais comme l'iridium est cher et que les approvisionnements sont limités, ce n'est pas une approche viable pour la production d'acier en vrac sur Terre. Trouver une alternative n'a pas été facile, car l'oxyde de fer fondu, à environ 1 600 °C, est un environnement très difficile, explique Sadoway. La fonte est extrêmement agressive. L'oxygène attaque rapidement le métal.

Mais Allanore a réussi à résoudre le problème. La réponse était un alliage qui forme naturellement un mince film d'oxyde métallique à sa surface, suffisamment épais pour empêcher une nouvelle attaque par l'oxygène, mais suffisamment mince pour que le courant électrique puisse circuler librement à travers lui. Les composants de l'alliage, le fer et le chrome, sont abondants et bon marché, dit Sadoway.

En plus de ne produire aucune émission autre que de l'oxygène pur, le procédé se prête à des usines à plus petite échelle. Les aciéries conventionnelles ne sont rentables que si elles peuvent produire des millions de tonnes d'acier par an, mais ce nouveau procédé pourrait être viable pour une production de quelques centaines de milliers de tonnes par an, dit-il.

Le processus donne également un métal d'une pureté exceptionnelle, dit Sadoway. Et il pourrait être adapté pour la production sans carbone d'autres métaux et alliages, notamment le nickel, le titane et le ferromanganèse.

La technologie est encore à l'échelle du laboratoire, mais Sadoway, Allanore et un ancien étudiant ont formé une entreprise pour développer un prototype d'usine commercialement viable. Ils s'attendent à ce que la conception, la construction et les tests d'une telle installation prennent environ trois ans.

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