4P by xguru 11일전 | favorite | 댓글 5개
  • 철은 강철의 주요 성분으로 지구의 대기에 부담을 주며, 전 세계 온실가스 배출량의 8%를 차지함
  • 화학자들이 철 생산을 훨씬 더 친환경적으로 만들 수 있는 방법을 개발
  • 전기를 사용하여 철광석과 소금물을 금속 철과 다른 산업적으로 유용한 화학물질로 전환하는 이 방법은 비용 효과적이며, 풍력과 태양광 발전으로 제공되는 전기와 잘 작동하고, 심지어 탄소 네거티브일 수 있어 이산화탄소(CO2)를 생산하는 것보다 더 많이 소비함

철의 추출과 새로운 접근법

  • 철은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나이지만 자연 상태에서는 철광석을 구성하는 여러 광물에 산소와 결합되어 있음
  • 금속 철을 추출하기 위해, 일반적으로 철광석을 코크스라고 불리는 고탄소 석탄과 혼합하여 약 1500°C의 고온에서 가열
  • 이 과정에서 탄소 원자가 철에서 산소 원자를 제거하여 CO2를 대기로 방출하고, 녹은 금속을 남김
  • 철강 제조업체들은 이 철에 소량의 탄소와 기타 미량 금속을 결합하여 강철을 제조

철과 강철 제조의 문제점

  • 철과 강철을 만드는 이 방법은 저렴하고 시간이 검증되었지만, 상당한 양의 CO2를 배출함
  • 매년 25억 톤의 철이 채굴되며, 이를 금속 철로 환원하는 과정은 모든 승용차의 배기가스와 같은 양의 CO2를 배출
  • 따라서 과학자들은 온실가스를 생성하지 않고 경제적으로 실행 가능한 금속 철 생산 방법을 찾고 있음

철 정제를 위한 새로운 전기화학적 접근

  • 오리건 대학의 화학공학자 Paul Kempler와 동료들은 소금물에서 염소를 만드는 산업 공정을 철 제조에 재활용할 수 있는지 의문을 가짐
  • 이 '염-알칼리' 공정에서는 소듐-클로라이드가 포함된 물을 전기화학 셀에 넣어 양극에서는 클로라이드 이온에서 전자를 끌어내어 염소 가스를 생성하고, 음극에서는 전자가 물 분자를 나누어 나트륨 이온과 결합하여 수산화나트륨과 수소 가스를 만듦
  • 철을 정제하기 위해 Kempler의 팀은 음극에 철 산화물 입자를 추가함으로써, 전자가 철 산화물에서 산소 원자를 방출하고 수산화나트륨을 형성하며, 고체 금속 철을 남김

새로운 방법의 효율성과 잠재적 이점

  • 이 과정은 매우 효율적이며, 연구자들은 현재 시장 가격으로 염소와 일부 수산화나트륨을 판매함으로써 전체 과정이 고로에서 철을 만드는 것과 대략 같은 가격으로 철을 생산할 수 있다고 추정함
  • 수산화나트륨은 CO2를 결합하여 탄소 기반 미네랄로 전환할 수 있기 때문에, 이 과정은 CO2 포집에 도움이 될 수 있으며 탄소 네거티브일 수 있음

산업적 적용을 위한 도전과 전망

  • 실험실 실험과 산업 공정 사이에는 여전히 갈 길이 멀며, 기술을 확대하는 데 있어 해결해야 할 문제들이 있음.
  • 오리건 그룹의 설정은 철만큼이나 많은 염소 가스를 생성하는데, 염소 가스는 많은 산업적 용도가 있지만, 새로운 방법의 확대 버전에서 생성될 양은 필요한 것보다 많아 오염을 초래할 수 있음.
  • 또한, 시작하는 철 산화물이 대부분의 광석에서 발견되는 불순물 없이 깨끗해야 하므로, 정제 비용이 많이 들 수 있음
  • Kempler는 이러한 우려가 타당하다고 인정하면서도, 산업적 염소 가스의 필요에 맞춰 생산을 확대하면 여전히 매년 수천만 톤의 CO2가 없는 철과 염소를 생산할 수 있음을 지적함
  • 철 산화물의 정제와 관련하여, 수산화나트륨이 철광석의 미량 불순물에 결합하는 것으로 잘 알려져 있기 때문에, 일부는 반응기 사용 전에 철 산화물을 정제하는 데 사용될 수 있으며, 현재 이 프로젝트를 테스트 중임

회원가입하게 만드네 이것들이...
언플도 가지가지한다.
이런다고 글자하나 바꾼게 본질이 달라지는가?
태양광 풍력발전 전기와 잘 맞는다고? ㅎㅎ
아놔 그 전기는 무슨 슈퍼울트라 전기냐? 아이고 이것들아... 신재생에너지라 친환경인것처럼 억지 부리고 싶은건 이해한다만...결국 자뻑아닌가?

태양광, 풍력이 답은 아니더라도 정말로 슈퍼울트라 전기만 나온다면 친환경이 되겠네요.

현재 "2050 탄소중립"과 아주 희미하게 연결된 IT프로젝트를 하고있는 관점에서 매우 흥미롭습니다.

탄소배출이나 철 생산은 내가 하는 IT와 아주 관련없을 것이라 생각하고 있었는데.. 막상 프로젝트 전반에 대한 사항을 검토 해 보면, 탄소배출관련 일 때문에 시작되는 프로젝트가 점점 더 생길거같습니다.

Hacker News 의견

  • Factorio 게임 플레이어의 관점

    • 전기 용광로로 철 생산을 업그레이드하면 오염을 줄이고 석탄 운송 벨트도 절약할 수 있음.
    • 태양광 패널을 사용하는 것이 좋은 선택임.
  • 염소-알칼리 공정에 대한 의견

    • 염소-알칼리 공정은 독성 폐기물의 80% 이상을 차지하는 다이옥신과 폴리염화 화합물을 생성함.
    • 철 정련을 전기분해로 전환하는 것이 만병통치약이 될 것 같지는 않음.
    • 그러나 이 연구는 대량 금속이 아닌 다른 금속의 원소로의 환원에 유용할 수 있음.
  • 영국의 철강 생산 관련 의견

    • 영국은 자체 철강 생산을 중단하고 대신 수입함으로써 CO2 배출을 하지 않는 척함.
  • 전기를 사용한 철강 제조에 대한 관점

    • 태양광이 풍부한 사막 지역, 예를 들어 북아프리카나 중동이 철강 제조에 최적의 장소임.
  • 알루미늄 정련의 독성 부산물로부터 철을 만드는 연구에 대한 인상

    • 알루미늄 정련의 독성 부산물인 적토를 가치 있는 철로 전환하는 비용 효과적인 방법에 대한 연구가 인상적임.
  • 독일의 '그린 스틸' 추진에 대한 언급

    • 독일이 현재 '그린 스틸'을 매우 적극적으로 추진 중임.
  • 탄소 음성 포틀랜드 시멘트 제조에 대한 에피소드

    • 건설용 탄소 음성 포틀랜드 시멘트 제조에 대한 에피소드가 흥미로움.
  • Helios Space 회사의 공정 개선에 대한 언급

    • 나트륨을 추가함으로써 여러 문제를 해결한 Helios Space라는 회사가 있으며, 이 방법은 다른 원소의 정련에도 적용 가능함.
  • 산-염기 흐름 배터리에 대한 제안

    • HCL과 NAOH를 사용하여 피크 시간에 산-염기 흐름 배터리를 구동하는 것이 가능한지에 대한 질문.
    • 수소가 전기분해를 통해 생산되어야 하기 때문에 효율이 떨어질 수 있음.
  • 경제적 주장에 대한 비판적인 시각

    • 동료 평가에서는 실험 방법과 데이터 분석이 검토되지만, 경제적 주장은 그렇지 않음.
    • 대량의 염소 가스 생산(매우 독성이 있음)과 매우 높은 순도의 철광석이 필요하며, 순화 비용에 대한 고려가 누락됨.

팩토리오요??ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ