Muncul metode baru pembuatan besi yang dapat mengurangi emisi karbon

xguru · 2024-02-11T10:02:01+09:00

Besi adalah komponen utama baja dan membebani atmosfer Bumi, menyumbang 8% dari emisi gas rumah kaca global Para ahli kimia telah mengembangkan cara yang dapat membuat produksi besi jauh lebih ramah lingkungan Metode yang menggunakan listrik untuk mengubah bijih besi dan air garam menjadi besi logam serta bahan kimia lain yang berguna secara industri ini hemat biaya, bekerja baik dengan listrik dari tenaga angin dan surya, dan bahkan bisa menjadi karbon-negatif karena mengonsumsi lebih banyak karbon dioksida (CO2) daripada yang dihasilkannya Ekstraksi besi dan pendekatan baru Besi adalah salah satu unsur paling melimpah di Bumi, tetapi di alam ia terikat dengan oksigen dalam berbagai mineral penyusun bijih besi Untuk mengekstrak besi logam, bijih besi biasanya dicampur dengan batu bara berkadar karbon tinggi yang disebut kokas lalu dipanaskan pada suhu tinggi sekitar 1500°C Dalam proses ini, atom karbon melepaskan atom oksigen dari besi, melepaskan CO2 ke atmosfer, dan menyisakan logam cair Produsen baja kemudian menggabungkan besi ini dengan sedikit karbon dan logam jejak lainnya untuk membuat baja Masalah dalam pembuatan besi dan baja Metode pembuatan besi dan baja ini murah dan telah teruji oleh waktu, tetapi menghasilkan emisi CO2 dalam jumlah besar Setiap tahun, 2,5 miliar ton besi ditambang, dan proses mereduksinya menjadi besi logam menghasilkan CO2 sebanyak emisi knalpot dari seluruh mobil penumpang Karena itu, para ilmuwan mencari cara memproduksi besi logam yang layak secara ekonomi tanpa menghasilkan gas rumah kaca Pendekatan elektrokimia baru untuk pemurnian besi Insinyur kimia University of Oregon, Paul Kempler, dan rekan-rekannya bertanya-tanya apakah proses industri pembuat klorin dari air garam bisa didaur ulang untuk pembuatan besi Dalam proses 'chlor-alkali' ini, air yang mengandung sodium chloride dimasukkan ke dalam sel elektrokimia; di anoda, elektron diambil dari ion klorida untuk menghasilkan gas klorin, dan di katoda, elektron membelah molekul air lalu bergabung dengan ion natrium untuk membentuk sodium hydroxide dan gas hidrogen Untuk memurnikan besi, tim Kempler menambahkan partikel oksida besi ke katoda, sehingga elektron melepaskan atom oksigen dari oksida besi, membentuk sodium hydroxide, dan menyisakan besi logam padat Efisiensi metode baru dan potensi manfaatnya Proses ini sangat efisien, dan para peneliti memperkirakan bahwa dengan menjual klorin dan sebagian sodium hydroxide pada harga pasar saat ini, keseluruhan proses dapat memproduksi besi dengan biaya yang kurang lebih sama dengan pembuatan besi di tanur tinggi Karena sodium hydroxide dapat mengikat CO2 dan mengubahnya menjadi mineral berbasis karbon, proses ini dapat membantu penangkapan CO2 dan berpotensi menjadi karbon-negatif Tantangan dan prospek untuk penerapan industri Masih ada jarak yang jauh antara eksperimen laboratorium dan proses industri, dan ada masalah yang harus diselesaikan untuk memperbesar skala teknologi ini. Rancangan kelompok Oregon menghasilkan gas klorin dalam jumlah sebanyak besi yang diproduksi; meskipun gas klorin memiliki banyak kegunaan industri, jumlah yang dihasilkan dalam versi skala besar dari metode baru ini bisa melebihi kebutuhan dan menimbulkan polusi. Selain itu, oksida besi awal harus bersih tanpa pengotor yang ditemukan pada sebagian besar bijih, sehingga biaya pemurniannya bisa mahal Kempler mengakui bahwa kekhawatiran ini masuk akal, tetapi menekankan bahwa jika produksi ditingkatkan sesuai kebutuhan industri akan gas klorin, tetap dimungkinkan menghasilkan besi dan klorin bebas CO2 hingga puluhan juta ton per tahun Terkait pemurnian oksida besi, karena sodium hydroxide diketahui dapat berikatan dengan pengotor jejak dalam bijih besi, sebagian zat ini dapat digunakan untuk memurnikan oksida besi sebelum digunakan dalam reaktor, dan proyek ini saat ini sedang diuji

(science.org)

4 poin oleh xguru 2024-02-11 | 5 komentar | Bagikan ke WhatsApp

Besi adalah komponen utama baja dan membebani atmosfer Bumi, menyumbang 8% dari emisi gas rumah kaca global
Para ahli kimia telah mengembangkan cara yang dapat membuat produksi besi jauh lebih ramah lingkungan
Metode yang menggunakan listrik untuk mengubah bijih besi dan air garam menjadi besi logam serta bahan kimia lain yang berguna secara industri ini hemat biaya, bekerja baik dengan listrik dari tenaga angin dan surya, dan bahkan bisa menjadi karbon-negatif karena mengonsumsi lebih banyak karbon dioksida (CO2) daripada yang dihasilkannya

Ekstraksi besi dan pendekatan baru

Besi adalah salah satu unsur paling melimpah di Bumi, tetapi di alam ia terikat dengan oksigen dalam berbagai mineral penyusun bijih besi
Untuk mengekstrak besi logam, bijih besi biasanya dicampur dengan batu bara berkadar karbon tinggi yang disebut kokas lalu dipanaskan pada suhu tinggi sekitar 1500°C
Dalam proses ini, atom karbon melepaskan atom oksigen dari besi, melepaskan CO2 ke atmosfer, dan menyisakan logam cair
Produsen baja kemudian menggabungkan besi ini dengan sedikit karbon dan logam jejak lainnya untuk membuat baja

Masalah dalam pembuatan besi dan baja

Metode pembuatan besi dan baja ini murah dan telah teruji oleh waktu, tetapi menghasilkan emisi CO2 dalam jumlah besar
Setiap tahun, 2,5 miliar ton besi ditambang, dan proses mereduksinya menjadi besi logam menghasilkan CO2 sebanyak emisi knalpot dari seluruh mobil penumpang
Karena itu, para ilmuwan mencari cara memproduksi besi logam yang layak secara ekonomi tanpa menghasilkan gas rumah kaca

Pendekatan elektrokimia baru untuk pemurnian besi

Insinyur kimia University of Oregon, Paul Kempler, dan rekan-rekannya bertanya-tanya apakah proses industri pembuat klorin dari air garam bisa didaur ulang untuk pembuatan besi
Dalam proses 'chlor-alkali' ini, air yang mengandung sodium chloride dimasukkan ke dalam sel elektrokimia; di anoda, elektron diambil dari ion klorida untuk menghasilkan gas klorin, dan di katoda, elektron membelah molekul air lalu bergabung dengan ion natrium untuk membentuk sodium hydroxide dan gas hidrogen
Untuk memurnikan besi, tim Kempler menambahkan partikel oksida besi ke katoda, sehingga elektron melepaskan atom oksigen dari oksida besi, membentuk sodium hydroxide, dan menyisakan besi logam padat

Efisiensi metode baru dan potensi manfaatnya

Proses ini sangat efisien, dan para peneliti memperkirakan bahwa dengan menjual klorin dan sebagian sodium hydroxide pada harga pasar saat ini, keseluruhan proses dapat memproduksi besi dengan biaya yang kurang lebih sama dengan pembuatan besi di tanur tinggi
Karena sodium hydroxide dapat mengikat CO2 dan mengubahnya menjadi mineral berbasis karbon, proses ini dapat membantu penangkapan CO2 dan berpotensi menjadi karbon-negatif

Tantangan dan prospek untuk penerapan industri

Masih ada jarak yang jauh antara eksperimen laboratorium dan proses industri, dan ada masalah yang harus diselesaikan untuk memperbesar skala teknologi ini.
Rancangan kelompok Oregon menghasilkan gas klorin dalam jumlah sebanyak besi yang diproduksi; meskipun gas klorin memiliki banyak kegunaan industri, jumlah yang dihasilkan dalam versi skala besar dari metode baru ini bisa melebihi kebutuhan dan menimbulkan polusi.
Selain itu, oksida besi awal harus bersih tanpa pengotor yang ditemukan pada sebagian besar bijih, sehingga biaya pemurniannya bisa mahal
Kempler mengakui bahwa kekhawatiran ini masuk akal, tetapi menekankan bahwa jika produksi ditingkatkan sesuai kebutuhan industri akan gas klorin, tetap dimungkinkan menghasilkan besi dan klorin bebas CO2 hingga puluhan juta ton per tahun
Terkait pemurnian oksida besi, karena sodium hydroxide diketahui dapat berikatan dengan pengotor jejak dalam bijih besi, sebagian zat ini dapat digunakan untuk memurnikan oksida besi sebelum digunakan dalam reaktor, dan proyek ini saat ini sedang diuji

5 komentar

rich8485 2024-02-11

Bikin orang harus daftar, sialan...
Gorengan media juga macam-macam.
Memangnya kalau ganti satu kata begini, esensinya jadi berubah?
Katanya cocok dengan listrik dari tenaga surya dan angin? Haha.
Ya ampun, listrik itu memangnya listrik super-ultra atau apa? Aduh... paham sih kalian mau memaksa seolah-olah energi terbarukan itu ramah lingkungan... tapi ujung-ujungnya bukannya cuma narsis sendiri?

constexprif 2024-02-13

Meskipun tenaga surya dan angin mungkin bukan jawabannya, kalau benar-benar bisa menghasilkan listrik super-ultra, ini memang bisa menjadi ramah lingkungan.

halfenif 2024-02-11

Dari sudut pandang saya yang saat ini mengerjakan proyek TI yang terhubung sangat samar dengan "netral karbon 2050", ini sangat menarik.

Saya tadinya berpikir emisi karbon atau produksi baja hampir tidak ada kaitannya dengan pekerjaan TI yang saya lakukan.. tetapi ketika benar-benar meninjau hal-hal yang mencakup keseluruhan proyek, sepertinya akan semakin banyak proyek yang dimulai karena pekerjaan terkait emisi karbon.

xguru 2024-02-11

Opini Hacker News

Dari sudut pandang pemain game Factorio
- Meningkatkan produksi besi ke tungku listrik dapat mengurangi polusi dan juga menghemat sabuk pengangkut batu bara.
- Menggunakan panel surya adalah pilihan yang baik.
Opini tentang proses klor-alkali
- Proses klor-alkali menghasilkan dioksin dan senyawa poliklorinasi yang menyumbang lebih dari 80% limbah beracun.
- Mengalihkan pemurnian besi ke elektrolisis tampaknya tidak akan menjadi obat mujarab.
- Namun, penelitian ini dapat berguna untuk reduksi unsur dari logam lain, bukan logam curah.
Opini terkait produksi baja di Inggris
- Inggris berpura-pura tidak menghasilkan emisi CO2 dengan menghentikan produksi bajanya sendiri dan menggantinya dengan impor.
Sudut pandang tentang pembuatan baja menggunakan listrik
- Wilayah gurun yang kaya sinar matahari, seperti Afrika Utara atau Timur Tengah, adalah lokasi optimal untuk pembuatan baja.
Kesan terhadap penelitian tentang pembuatan besi dari produk sampingan beracun pemurnian aluminium
- Penelitian tentang cara yang hemat biaya untuk mengubah red mud, produk sampingan beracun dari pemurnian aluminium, menjadi besi bernilai tinggi sangat mengesankan.
Penyebutan tentang dorongan 'green steel' di Jerman
- Jerman saat ini sangat agresif mendorong 'green steel'.
Episode tentang pembuatan semen Portland karbon-negatif
- Episode tentang pembuatan semen Portland karbon-negatif untuk konstruksi terasa menarik.
Penyebutan tentang perbaikan proses oleh perusahaan Helios Space
- Ada perusahaan bernama Helios Space yang memecahkan beberapa masalah dengan menambahkan natrium, dan metode ini juga dapat diterapkan pada pemurnian unsur lain.
Usulan tentang baterai aliran asam-basa
- Pertanyaan tentang apakah memungkinkan mengoperasikan baterai aliran asam-basa pada jam puncak menggunakan HCL dan NAOH.
- Efisiensinya bisa rendah karena hidrogen harus diproduksi melalui elektrolisis.
Pandangan kritis terhadap klaim ekonomi
- Tinjauan sejawat memeriksa metode eksperimen dan analisis data, tetapi tidak klaim ekonomi.
- Diperlukan produksi gas klorin dalam jumlah besar (sangat beracun) dan bijih besi dengan kemurnian sangat tinggi, serta pertimbangan biaya pemurnian tidak dibahas.