3,5 Milliarden Tonnen Kohlendioxid jährlich einsparen

Deutschland, Europa und fast alle Länder der Welt streben eine klimaneutrale Wirtschaft an. Das bedeutet, so viel CO2-Emissionen wie möglich einzusparen und die verbleibenden Emissionen zu kompensieren. Doch dieses Ziel wird mit der heutigen Technik kaum erreicht. Einer der größten industriellen CO2-Emittenten, die Eisen- und Stahlindustrie, hat bisher noch keine Möglichkeit in großem Stil grünen Stahl zu produzieren und ist bis heute für etwa 7% aller CO2-Emissionen weltweit verantwortlich. Angesichts dieser Herausforderungen erforscht ein Team des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung (MPIE) die Möglichkeit, Wasserstoffplasma für die Reduktion von Eisenerz anstelle von Koks oder reformiertem Erdgas einzusetzen. Ihre neuesten Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Acta Materialia.

„Die Verwendung von reinem Wasserstoff anstelle von Koks oder reformiertem Erdgas zur Reduktion von Eisenerz kann ein Weg sein, um CO2-Emissionen einzusparen. Allerdings erfordert die chemische Reaktion mit reinem Wasserstoff eine externe Energiezufuhr. Die Verwendung von Wasserstoffplasma dahingegen erlaubt die Reduktion mit weniger Energie durchzuführen. Während der Reduktion von Eisenerz im Lichtbogenofen, kollidieren H2-Moleküle aufeinander und mit Elektronen, was zur Bildung von hochenergetischem Wasserstoff führt. Dieser gibt seine Energie teilweise an der Reaktionsgrenzfläche zwischen Oxid und Plasmalichtbogen ab. Diese freigesetzte Energie wiederum wird für die Reduktionsreaktion benötigt. Der ganze Prozess ist also exotherm, da er keine externe Energiezufuhr braucht. Deshalb ist der Einsatz von Wasserstoffplasma anstelle von reinem Wasserstoff hier vorteilhaft“, erklärt Dr. Isnaldi Souza, Postdoktorand am MPIE und Erstautor der Publikation.

Quelle und Foto: Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH