เหล็ก ถือเป็นส่วนสำคัญในอุตสาหกรรมโลก แต่กระบวนการผลิตเหล็กในปัจจุบันส่งผลเสียต่อสภาพภูมิอากาศอย่างมาก โดยก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกถึง 7-9 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดของมนุษย์
ด้วยเหตุนี้ อดีตนักวิทยาศาสตร์จาก MIT จึงได้ก่อตั้งบริษัท Boston Metal เพื่อคิดค้นวิธีการผลิตเหล็กที่ดีกว่า โดยใช้ไฟฟ้าแทน พวกเขาได้พัฒนากระบวนการผลิตเหล็กด้วยไฟฟ้า ซึ่งแตกต่างจากวิธีการหลอมแบบเดิมที่ใช้ถ่านหิน กระบวนการใหม่นี้เป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical process) ที่ตัดขั้นตอนหลายขั้นตอนออกไป
ข้อดีของกระบวนการผลิตเหล็กด้วยไฟฟ้าแบบใหม่นี้คือ มันปล่อยก๊าซออกมาเหมือนกัน แต่เป็นออกซิเจนแทน ซึ่งหมายความว่าจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตเหล็กได้อย่างมาก
กระบวนการผลิตเหล็กด้วยไฟฟ้าที่ Boston Metal พัฒนาขึ้น มีชื่อว่า Molten Oxide Electrolysis (MOE) ซึ่งใช้หลักการทางเคมีไฟฟ้าในการสกัดเหล็กจากสินแร่เหล็ก โดยมีขั้นตอนสำคัญคือ
- การเตรียมวัตถุดิบ: สินแร่เหล็กจะถูกนำมาบดและผสมกับสารที่ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าได้ดีขึ้น
- การหลอม: ส่วนผสมนี้จะถูกนำไปหลอมในเตาเผาที่อุณหภูมิสูง จนกลายเป็นของเหลว
- การแยกด้วยไฟฟ้า (Electrolysis): ของเหลวที่หลอมแล้วจะถูกส่งเข้าสู่เซลล์อิเล็กโทรไลซิส ซึ่งประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้ว คือ ขั้วบวก (anode) และขั้วลบ (cathode) เมื่อมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไป จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เหล็กบริสุทธิ์แยกตัวออกมาจากส่วนผสม และไปสะสมอยู่ที่ขั้วลบ
- การเก็บและหล่อ: เหล็กบริสุทธิ์ที่สะสมอยู่ที่ขั้วลบจะถูกรวบรวมและนำไปหล่อขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์เหล็กต่างๆ ตามต้องการ
ในความเป็นจริง นักวิทย์ได้พยายามหาวิธีใช้กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเพื่อผลิตเหล็กมานานหลายปีแล้ว แต่ยังไม่สามารถขยายขนาดได้ถึงระดับอุตสาหกรรม แต่เทคนิคใหม่ที่ Boston Metal ใช้นั้น สามารถขยายไปสู่ระดับอุตสาหกรรม แม้จะไม่สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ 100% แต่ก็มีส่วนช่วยลดการปล่อยได้มากกว่าวิธีปกติครับ ซึ่งพวกเขาคาดว่า มันจะพร้อมใช้งานจริงในโรงงานอุตสาหกรรมได้ภายในปี 2026
ที่มา
https://news.mit.edu/2024/mit-spinout-boston-metal-makes-steel-with-electricity-0522
