Otorgan Dls. $2 millones de UNLV para desarrollar acero con ciclo de vida de emisiones ultrabajas
22 de abril de 2024.- La University of Nevada, Las Vegas, UNLV recibió más de $2 millones en fondos federales para descarbonizar la producción nacional de hierro y acero.
La financiación forma parte del programa de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) para desarrollar la fabricación de hierro con cero emisiones y la fabricación de acero con un ciclo de vida de emisiones ultrabajas.
Las técnicas actuales de fabricación de acero producen altas emisiones de carbono. Un equipo de la UNLV está en la búsqueda de cambiar eso.
Un equipo interdisciplinario de la UNLV, respaldado por una subvención de $2.1 millones de dólares de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía de EUA (DOE), está innovando en una solución única de energía limpia para reemplazar la tecnología de altos hornos, una tecnología centenaria. método de producción de acero que durante mucho tiempo ha impulsado una de las industrias más sucias del mundo.
La financiación, anunciada la semana pasada, es parte del programa Revolutionizing Ore to Steel to Impact Emissions (ROSIE), cuyo objetivo es avanzar en la fabricación de hierro sin emisiones de proceso y en la fabricación de acero con emisiones de ciclo de vida ultrabajas. La industria del hierro y el acero representa el 11% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2).
«Es mucho carbono para producir algo que es realmente importante en todo el mundo», dijo Jeremy Cho, investigador principal y profesor de ingeniería mecánica en la UNLV. «Es una cantidad enorme y el DOE está buscando formas radicalmente nuevas de lograr ese nivel neto cero».
El equipo de Cho, uno de tan sólo 13 en todo el país, se ha inscrito para ese desafío.
Durante los próximos tres años, serán pioneros en una tecnología que puede “ampliarse y competir” con el método de alto horno estándar de la industria mediante el uso de un enfoque a temperatura ambiente en un sistema acuoso para la producción de hierro: un gran alejamiento del método de alta temperatura. Temperatura ambiente del método del alto horno.
La tecnología utilizaría un proceso llamado electroobtención para convertir el mineral de hierro pulverizado en hierro puro que se deposita en un cátodo. La electroobtención es un método que se utiliza actualmente para fabricar ciertos metales, como el cobre. El enfoque aprovecha un impulsor giratorio para acelerar diez veces las reacciones químicas y facilitar el transporte de hierro al electrodo.
«Nuestro plan es tomar partículas de mineral de hierro, ponerlas en una mezcla de agua y aplicar campos eléctricos entre dos o más electrodos», dijo. «Esto empieza a parecer un experimento de química, pero nuestra innovación es que incluimos un rotor para ayudar a mezclar los productos químicos, lo que debería permitirnos alcanzar tasas de producción de hierro realmente rápidas».
Cho dice que la electroobtención se puede ampliar, pero aún no se ha hecho a escala con el hierro. El objetivo de su equipo es crear un prototipo a escala de laboratorio de un reactor acelerado por impulsor que produzca un kilogramo de hierro por hora con una pureza superior al 98% durante 10 horas.
«Se han realizado algunas investigaciones iniciales sobre esto para demostrar que esto es posible, pero no a una escala de producción que sea aplicable para uso industrial», dijo Cho. «Si en última instancia queremos cambiar la producción mundial de hierro a una técnica neutra en carbono, entonces tiene que ser rentable».
El equipo de la UNLV se encuentra entre un puñado de sectores industriales y académicos que abordan el mismo problema, con el objetivo final de llevar estas tecnologías al mercado con la posibilidad de solicitar financiación para demostrarlas a una escala piloto más amplia.
Otros miembros del equipo incluyen al profesor de geociencias de la UNLV, Andrew Martin, la profesora de ingeniería civil y ambiental de la UNLV, Marie-Odile Fortier, Dev Chidambaram de la Universidad de Nevada, Reno, y Ben Xu de la Universidad de Houston.
«Va a ser muy emocionante investigar una forma de descarbonizar un material que forma parte de tantos otros productos», dijo Fortier, experto en evaluación del ciclo de vida. «Y de esa manera, también podremos reducir su huella de carbono».
Martín estuvo de acuerdo. Estados Unidos, dijo, tiene mineral de hierro de muy baja ley, lo que significa que la industria tiene que poner mucha más energía en el proceso de producción de acero.
«Se trata de hacer uso de lo que tenemos», dijo Martin.
Reportacero