Eisen bald ohne Hochofen und Koks möglich

Verfahren namens Oxidschmelzelektrolyse von MIT-Spin-off Boston Metal belastet Umwelt kaum

Abstich am "Ersatz-Hochofen" von Boston Metal (Foto: Boston Metal, bostonmetal.com)

Woburn/Cambridge (pte003/23.05.2024/06:10)

Das MIT-Spin-off Boston Metal nutzt die sogenannte Oxidschmelzelektrolyse, um Eisen und Gestein voneinander zu trennen. Bisher waren dafür Hochöfen und Koks oder Wasserstoff nötig. Das neue Verfahren funktioniert den Experten nach auch mit anderen Erzen, die leitende Metalle beherbergen. Es benötigt nur elektrischen Strom, möglichst grünen, und verursacht kaum Schadstoffe, heißt es. Auch CO2-Emissionen würden vermieden. Frei werde lediglich klimaneutraler Sauerstoff.

Nutzung von Bergbauabfällen

Das Unternehmen, das der emeritierte MIT-Professor Donald Sadoway mit Kollegen aus der Metallurgie gegründet hat, setzt das Verfahren bereits zur Gewinnung hochwertiger Metalle aus Bergbauabfällen in seiner brasilianischen Tochtergesellschaft Boston Metal do Brasil ein. Vorbild ist die Gewinnung von Aluminium aus Bauxit.

Die Ursprünge der Technologie von Boston Metal beginnen mit dem Wunsch, auf dem Mond Sauerstoff zu erzeugen. Mitte der 2000er-Jahre erhielt der Materialchemiker Sadoway von der US-Weltraumbehörde NASA Fördermittel, um eine solche Technik für künftige Mondbasen zu entwickeln. Sadoway und andere MIT-Experten leiteten einen hohen elektrischen Strom durch Eisenerz, wie es auf der Mondoberfläche zu finden ist. Für ihre Experimente nutzten sie eisenhaltiges Gestein eines Asteroiden, der in Arizona eingeschlagen hatte. Dabei wurde tatsächlich Sauerstoff frei. Eisen fiel als Nebenprodukt an.

Prototyp am Unternehmenssitz

Heute ist es umgekehrt. Eisen ist das Haupt- und Sauerstoff das Nebenprodukt. Um das Verfahren zu optimieren, schloss sich Sadoway mit Antoine Allanore zusammen, der Professor für Metallurgie am MIT ist. Sie entwickelten eine Anode, die sich nicht abnutzt, und gründeten zusammen mit dem Metallurgen James Yurko Boston Metal. An seinem Hauptsitz in Woburn in Massachusetts betreibt das Unternehmen bereits einen Prototypen zur Herstellung von grünem Stahl mit dieser Technik.

Die Oxidschmelzelektrolyse findet in Zellen von der Größe eines Schulbusses statt. Das Eisenerz wird in die Zelle geleitet, die eine Kathode (den Minuspol) und eine Anode enthält. Fließt Strom zwischen Anode und Kathode durch das Erz, erhitzt sich das Erz auf etwa 1.600 Grad Celsius. In diesem Stadium spaltet sich das Eisenoxid, landläufig als Rost bezeichnet, in reines Eisen und Sauerstoff auf, der entweicht oder für andere technische Verwendungen aufgefangen wird. Das flüssige Eisen sammelt sich am Boden der Zelle und wird von Zeit zu Zeit abgezapft, ein Verfahren, das Abstich genannt wird.

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