Die Stahlindustrie ist mit fast 7 % der weltweiten CO2-Emissionen einer der größten Klimasünder. Der Einsatz von Wasserstoffplasma zur Eisenreduktion könnte das ändern.

 

Die Eisenreduktion ist ein wesentlicher und energieintensiver Teil der Stahlherstellung. Geht es nach Forschenden des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung (MPIE), könnte dafür statt Koks, Erdgas oder reinem Wasserstoff ein Wasserstoffplasma zum Einsatz kommen.

Schon der Schritt von fossilen Reduktionsmitteln zu grünem Wasserstoff könnte den CO2-Ausstoß der Stahlindustrie deutlich vermindern. Dementsprechend laufen derzeit eine ganze Reihe von Pilotprojekten zu diesem Thema. Die Forschung denkt aber bereits einen Schritt weiter: "Für die Eisenreduktion mit reinem Wasserstoff ist die Zufuhr von externer Energie notwendig, um den Prozess am Laufen zu halten", erläutert MPIE-Forscher Isnaldi Souza.

Der Einsatz von Wasserstoffplasma − also der ionisierten Form des Wasserstoffgases − würde hingegen die benötigte Energie quasi schon automatisch mitbringen. Die Reaktion könnte dadurch mit einem geringeren Maß an Energie ablaufen. 

Das Plasma hätte noch einen positiven Nebeneffekt: Seine inhärente Energie würde ausreichen, um neben der Reduktion auch gleich den Schmelzprozess des Eisenerzes zu betreiben. "Unsere Forschung zeigt, dass die Nutzung von Wasserstoffplasma in den vorhandenen Schmelzöfen mit nur geringen Modifikationen stattfinden könnte", betont Souzas Kollege Yan Ma. 

Ihr gemeinsamer Forschungsartikel "Sustainable steel through hydrogen plasma reduction of iron ore: Process, kinetics, microstructure, chemistry"  ist in der wissenschaftlichen Zeitschrift Acta Materialia erschienen.