توصل باحثون في جامعة برمنجهام بالمملكة المتحدة إلى تقنية جديدة في أفران الحديد والصلب الحالية، والتي يمكنها تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المضرة للبيئة بنسبة 90% تقريبا.
وأطلق فريق الباحثين اسم “نظام إعادة تدوير الكربون ذو الحلقة المغلقة” على تقنيتهم الجديدة، والتي تحل محل 90% من فحم الكوك المستخدم عادة في أنظمة أفران الصهر الحديثة، بحسب الورقة البحثية المنشورة في مجلة الإنتاج النظيف Journal of Cleaner Production، وينتج النظام غاز الأكسجين كمنتج ثانوي.
وتعتمد المقترحات الحالية لتقليل الانبعاثات الكربونية في قطاع الحديد والصلب على التخلص التدريجي من المصانع الحالية، وإدخال أفران القوس الكهربائي التي تعمل بالكهرباء النظيفة والمتجددة.
وتقف تكلفة أفران القوس الكهربائي عقبة أمام عملية إحلالها للأفران القديمة، حيث تبلغ تكلفة بناء فرن القوس الكهربائي إلى أكثر من مليار جنيه استرليني، ما يجدد الأمل في الوصول إلى صناعة حديد وصلب أكثر أمانا على البيئة مع البحث الجديد.
ووفقا للوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA)، تعد صناعة الحديد والصلب أحد أكبر أسباب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، حيث تمثل 9% تقريبا من جميع الانبعاثات عالميا.
ويتم إنتاج معظم الصلب في العالم باستخدام أفران الصهر، التي تنتج الحديد من خام الحديد وأفران الأكسجين الأساسية، وهي صناعة كثيفة الإنتاج لانبعاثات الكربون، بسبب فحم الكوك المعدني المستخدم في هذه العملية، حيث يجب تقطير الفحم بشكل جذري في فرن فحم الكوك، وهي عملية تنتج أول وثاني أكسيد الكربون.
ومع نظام إعادة تدوير الكربون الجديد، يمكن التقاط ثاني أكسيد الكربون الخارج من الفرن وتقليله إلى أول أكسيد الكربون باستخدام مادة البيروفسكايت، ويتم إعادة أول ثاني أكسيد الكربون إلى الفرن لرفع درجة حرارة الهواء، ويمكن بعد ذلك إعادة البيروفسكايت إلى شكله الأصلي باستخدام تفاعل يحدث في بيئات منخفضة الأكسجين، ويمكن بعد ذلك استخدام الأكسجين الزائد الناتج عن هذه العملية في فرن الأكسجين الأساسي لإنتاج الصلب.