Produrre l’acciaio oggigiorno è tutto meno che green. Estremamente inquinante per via dell’estrazione di minerale di ferro e la sua successiva riduzione in un altoforno, con l’aggiunta di carbone e l’uso di un forno ad ossigeno, il processo di produzione è oggi responsabile del 7-9% delle emissioni globali di gas serra.
L’unica soluzione è quindi cambiare il processo, o almeno alcuni passaggi. Proprio a quest’ultimo punto sta mirando Boston Metal, che vuole rivoluzionare l’industria dell’acciaio utilizzando un processo elettrochimico chiamato elettrolisi di ossido fuso (molten oxide electrolysis, MOE), che elimina molti passaggi della produzione dell’acciaio e rilascia ossigeno come unico sottoprodotto.
La soluzione di Boston Metal: elettrolisi per produrre acciaio davvero green
Spinoff del MIT fondata dai professori Donald Sadoway e Antoine Allanore, insieme a James Yurko, Boston Metal intende adoperare questo processo elettrochimico per ridurre la componente inquinante nella produzione dell’acciaio.
Già in uso per recuperare metalli di alto valore dai rifiuti minerari attraverso la sua sussidiaria brasiliana, Boston Metal do Brasil, l’azienda sta cercando di implementare la tecnologia su scala commerciale e stabilire partnership chiave con operatori minerari. La società prevede di raggiungere l’obiettivo nel 2026, anche se l’impianto in Brasile sta già introducendo il procedimento a livello industriale.
Come ultimo traguardo raggiunto da Boston Metal, a Woburn (Massachusetts) l’azienda ha costruito un prototipo di reattore MOE per produrre acciaio green. Oltre a questo, Boston Metal punta a rendere il procedimento MOE utile per produrre molti altri tipi di metalli in futuro. Come il cromo, materiale a cui sta puntando dopo essere stata recentemente selezionata nella negoziazione dei finanziamenti necessari per far partire la produzione in West Virginia.
Come funziona l’elettrolisi
Procedimento elettrochimico già in studio fin dagli anni Ottanta, con le prime ricerche nella produzione di alluminio, l’elettrolisi cerca di sostituire l’anodo consumabile (quello che produce anidride carbonica) in un sottoprodotto.
Nel 2000 Sadoway, durante una collaborazione con la NASA per cercare un modo per produrre ossigeno per le futuri basi lunari, ha scoperto che se si fa passare una corrente elettrica attraverso la roccia di ossido di ferro di cui si compone la superficie lunare, la reazione produce ossigeno e come sottoprodotto del metallo.
Solo nel 2012, Sadoway e Allanore hanno scoperto una lega di ferro-cromo che poteva servire come anodo economico, rendendo il processo commercialmente praticabile e sempre producendo ossigeno come sottoprodotto.
Tutto il procedimento del MOE avviene in celle modulari, ognuna grande quanto un autobus scolastico. Di seguito riportiamo passo per passo il processo riportato dal sito del MIT:
- il minerale di ferro viene introdotto nella cella contenente un catodo e un anodo immersi in un elettrolita liquido;
- l’elettricità scorre tra l’anodo e il catodo;
- la cella raggiunge circa 1600 gradi Celsius;
- i legami di ossido di ferro nel minerale si rompono;
- la rottura produce metallo liquido puro che può essere estratto.
Oltre all’ossigeno come sottoprodotto, il processo non produce nulla, perché non richiede acqua, sostanze chimiche pericolose o catalizzatori di metalli preziosi.
Basta solo questo per capire che il processo MOE è una sicurezza nella produzione futura dell’acciaio green. Ora l’ultimo ostacolo è quello della produzione di ciascuna cella, che dipende dalla dimensione della sua corrente: con circa 600.000 ampere, ogni cella potrebbe produrre fino a 10 tonnellate di metallo ogni giorno.
