Ein neues Anodenmaterial für die Sauerstoffentwicklung in der Oxidschmelzelektrolyse

Titel	Ein neues Anodenmaterial für die Sauerstoffentwicklung in der Oxidschmelzelektrolyse
Autoren	Antoine Allanore,Lan Yin,Donald R. Sadoway
Zeitschrift	Natur
Datum	05/01/2013
DOI	10.1038/nature12134
Einführung	Die Oxidschmelzelektrolyse (MOE) ist ein fortschrittliches elektrometallurgisches Verfahren zur direkten Gewinnung von Flüssigmetallen aus oxidischen Rohstoffen. Diese Technik bietet eine erhebliche Prozessvereinfachung und Energieeinsparung im Vergleich zur konventionellen extraktiven Metallurgie. MOE verspricht eine Reduzierung der CO2-Emissionen bei der Stahlherstellung, die Gewinnung kohlenstofffreier Metalle und die Erzeugung von Sauerstoff für Weltraumanwendungen. Bisher wurden bei der MOE Anodenmaterialien verwendet, die entweder verbraucht wurden (wie Graphit für Ferrolegierungen und Titan) oder zu teuer für eine breite Anwendung waren (wie Iridium für Eisen). Für eine kohlenstofffreie Metallproduktion mittels MOE ist ein Anodenmaterial erforderlich, das die Integrität bewahrt und gleichzeitig die Sauerstoffentwicklung ermöglicht. Die Eisenherstellung ist mit besonderen Schwierigkeiten verbunden: extrem hohe Prozesstemperaturen von mehr als 1.538 Grad Celsius, die inhärente Korrosion der meisten Metalle unter anodischer Polarisation unter diesen Bedingungen und die spontane Reduktion von Eisenoxid bei Kontakt mit vielen Refraktärmetallen oder Kohlenstoff. In dieser Studie werden Anoden aus Chromlegierungen vorgestellt, die während der Eisenextraktion und der Sauerstoffentwicklung innerhalb von MOE nur minimalen Abbau zeigen. Die gleichbleibende Leistung dieser Anoden ist auf die Bildung eines elektronisch leitfähigen Mischkristalls aus Chrom(III) und Aluminiumoxiden zurückzuführen, der als Korund strukturiert ist. Diese Ergebnisse untermauern die Machbarkeit einer Ausweitung von MOE für die Stahlherstellung und bieten eine entscheidende Materiallösung zur Verringerung der Treibhausgasemissionen bei gleichzeitiger Produktion von hochwertigem Metall.
Zitat	Antoine Allanore, Lan Yin und Donald R. Sadoway. Ein neues Anodenmaterial für die Sauerstoffentwicklung bei der Elektrolyse von geschmolzenem Oxid. Nature. 2013. Vol. 497(7449):353-356. DOI: 10.1038/nature12134
Element	Aluminium (Al) , Kohlenstoff (C) , Chrom (Cr) , Iridium (Ir) , Sauerstoff (O) , Titan (Ti)
Materialien	Metalle und Legierungen
Themen	Umweltfreundliche und grüne Materialien , Strukturelle Materialien
Industrie	Hersteller von Stahl und Legierungen , Weltraum , Forschung & Labor

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