Dalla Germania il processo tecnologico per la metallurgia sostenibile e quasi climate neutral
Il Max Planck Institute di Monaco ha sviluppato un nuovo metodo per produrre leghe metalliche senza emissioni di CO2 e con un enorme risparmio energetico. L’innovazione apre la strada a una metallurgia sostenibile grazie a un approccio che condensa estrazione, lega e lavorazione in un unico passaggio. La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature e potrebbe rivoluzionare il settore, noto per il suo elevato impatto ambientale.
La produzione di ferro e nichel, ad esempio, genera rispettivamente 2 e 14 tonnellate di CO2 per ogni tonnellata di metallo prodotto. Questi elementi sono fondamentali per leghe con bassa espansione termica, utilizzate in settori come l’aerospaziale e il trasporto criogenico. Il metodo tradizionale si basa su tre fasi, che richiedono molta energia e rilasciano grandi quantità di gas serra. Il team del Max Planck, invece, ha ridotto tutto a un unico passaggio a bassa temperatura, usando idrogeno come agente riducente al posto del carbonio.
Questa tecnica permette di ottenere leghe con proprietà meccaniche ottimizzate, senza produrre CO2, poiché l’idrogeno genera solo acqua come sottoprodotto. Inoltre, evita la contaminazione da carbonio, eliminando così ulteriori fasi di purificazione. Il risultato è un processo più rapido ed efficiente a temperature inferiori ai 700°C, molto al di sotto dei metodi tradizionali.
Le leghe ottenute presentano un’elevata resistenza meccanica e la stessa espansione termica ridotta delle leghe tradizionali. Tuttavia, ci sono ancora sfide da superare per arrivare ad una applicazione industriale. Tra queste, l’uso di ossidi meno puri e la riduzione dei costi dell’idrogeno, che ancora pare fuori portata.
Questa tecnica per una metallurgia sostenibile potrebbe però essere estesa anche ad altri metalli, come rame e cobalto, e potrebbe utilizzare rifiuti del settore, trasformandole in materie prime di valore con un processo circolare. Se adottato su larga scala, questo approccio potrebbe davvero ridurre drasticamente l’impronta ambientale della produzione metallurgica.
Spiegano i ricercatori su Nature “L’universalità del nostro approccio, tuttavia, va oltre lo scopo specifico della sintesi di leghe invar binarie Fe-Ni: lo stesso concetto può essere esteso (1) a vari metalli di transizione legati a ossido diluito e (2) anche a materie prime ossidate altamente contaminate di origini diverse. Questo approccio dissolve anche alcuni dei confini classici tra metallurgia estrattiva e fisica, stimolando la conversione diretta degli ossidi in prodotti idonei all’applicazione in un’unica operazione allo stato solido”.
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