Green iron making by hydrogen-based reduction of iron oxides
Vortrag Prof. Dierk Raabe, MPI für Eisenforschung
28.06.2022
Am 28.06.2022 um 16:00 Uhr wird Prof. Dierk Raabe (MPI für Eisenforschung) einen Vortrag zum Thema wasserstoffbasierte Reduktion von Eisenoxid halten. Das Verfahren ist vor allem für die C02-intensive Stahlindustrie relevant. Der Vortrag trägt den Titel „Green iron making by hydrogen-based reduction of iron oxides“ und findet online statt.
Nach Angaben des Branchenverbands Worldsteel werden weltweit jedes Jahr mehr als 1,8 Millarden Tonnen Stahl produziert. Während Stahl durch leichte Autoteile, langlebige Infrastrukturen, Windparks und Magnete die Nachhaltigkeit fördert, ist dies bei seiner Herstellung nicht der Fall.
Zur Stahlproduktion wird Eisen mit Hilfe von Kohlenstoff aus seinen Erzen reduziert. Dabei entstehen mehr als zwei Tonnen CO2 pro Tonne Stahl, was 35 % der weltweiten CO2-Emissionen bei der Herstellung ausmacht. Diese Emissionen könnten verringert werden, wenn Kohlenstoff durch Wasserstoff (oder seine Träger) als Reduktionsmittel ersetzt wird.
In dem Vortrag werden aktuelle Fortschritte beim Verständnis der Schlüsselmechanismen der wasserstoffbasierten Direktreduktion und der Plasmareduktion vorgestellt. Die Kinetik der Festkörperreduktionsreaktionen ist stark abhängig von der Stofftransportkinetik, der Keimbildung während mehrfacher Phasenumwandlungen, der Chemie und der Mikrostruktur des Oxids sowie von Plastizität, Schädigung und Bruch im Zusammenhang mit der Phasenumwandlung und den während der Reduktion auftretenden Stofftransportphänomenen. Bei der wasserstoffbasierten Plasmareduktion liegen die Schlüsselmechanismen in den Plasmazuständen, ihrer Reaktivität, den Auswirkungen von Verunreinigungen und dem Zusammenspiel von geschmolzenem Metall, Oxiden und Plasma.
Das Verständnis dieser Effekte ist der Schlüssel zur Herstellung von „grünem Eisen“ auf Wasserstoffbasis und zur Entwicklung entsprechender Direktreduktionsanlagen, Wirbelschichtreaktoren oder Plasmareaktoren, die eine massive CO2-Reduktion ermöglichen (siehe Literatur im Abstract). Auch die Zusammenhänge mit der Verbrennung von Metallpulvern werden erörtert.
Prof. Dr.-Ing. Dierk Raabe ist Direktor am Max-Planck-Instituts für Eisenforschung und leitet die Abteilung Mikrostrukturphysik und Legierungsdesign. In der Forschungsgruppe C02-reduzierte Primärproduktion erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die physikalischen und chemischen Grundlagen zur Verbesserung der direkten Nachhaltigkeit von Konstruktionsmetallen.
