Nemeckí vedci v najnovšom vydaní britského časopisu Nature informovali, že vyvinuli nový proces tavenia zliatin, ktorý dokáže premeniť tuhé oxidy kovov na zliatiny v tvare bloku v jednom kroku. Technológia nevyžaduje tavenie a miešanie kovu po jeho vyťažení, čo pomáha znižovať emisie skleníkových plynov a šetriť energiu.

Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka pre trvalo udržateľné materiály v Nemecku použili vodík namiesto uhlíka ako redukčné činidlo na extrakciu kovu a vytvorenie zliatiny pri teplotách hlboko pod teplotou topenia kovu a v experimentoch úspešne vyrobili zliatiny s nízkou rozťažnosťou. Zliatiny s nízkou rozťažnosťou sa skladajú zo 64 % železa a 36 % niklu a dokážu si udržať svoj objem vo veľkom teplotnom rozsahu, vďaka čomu sú široko používané v priemysle.

Vedci zmiešali oxidy železa a niklu v požadovanom pomere pre zliatiny s nízkou rozťažnosťou, rovnomerne ich pomleli guľovým mlynom a zlisovali do malých okrúhlych koláčikov. Potom koláče zahriali v peci na 700 stupňov Celzia a zaviedli vodík. Teplota nebola dostatočne vysoká na roztavenie železa alebo niklu, ale bola dostatočne vysoká na redukciu kovu. Testy ukázali, že opracovaný kov v tvare bloku mal typické vlastnosti nízkorozťažných zliatin a mal lepšie mechanické vlastnosti vďaka svojej malej veľkosti zrna. Pretože hotový výrobok mal skôr formu bloku ako prášku alebo nanočastíc, bolo ľahké ho odlievať a spracovávať.

Tradičné tavenie zliatiny zahŕňa tri kroky: najprv sa oxidy kovov v rude redukujú na kov uhlíkom, potom sa kov dekarbonizuje a rôzne kovy sa roztavia a zmiešajú a nakoniec sa uskutoční tepelno-mechanické spracovanie na úpravu mikroštruktúry. zliatiny, aby mala špecifické vlastnosti. Tieto kroky spotrebúvajú obrovské množstvo energie a proces využívania uhlíka na redukciu kovov produkuje veľké množstvo oxidu uhličitého. Uhlíkové emisie z kovopriemyslu predstavujú asi 10 % celosvetových emisií.

Vedci uviedli, že vedľajším produktom používania vodíka na redukciu kovov je voda s nulovými emisiami uhlíka a že tento jednoduchý proces má obrovský potenciál na úsporu energie. Experimenty však používali oxidy železa a niklu vysokej čistoty a účinnosti