Technologia błyskawicznego ogrzewania. Jak to działa w praktyce?
Metoda Flash Joule Heating połączona z chlorowaniem (FJH-Cl2) to przede wszystkim rewolucja w zakresie prędkości. Podczas gdy tradycyjne sposoby zajmują godziny lub dni, ten proces radzi sobie z oczyszczaniem w zaledwie minutę. W tym krótkim czasie usuwa ponad 96% żelaza i większość toksycznych metali, jednocześnie zachowując około 99% aluminium nadającego się do ponownego wykorzystania.
Szybkość i prostota tej metody wyróżniają ją. W zaledwie 60 sekund usunęliśmy 96% żelaza i niemal wszystkie toksyczne gatunki, zachowując jednocześnie prawie całe aluminium – wyjaśnia Qiming Liu, współautor badania
Kluczowa różnica polega na eliminacji wody i rozpuszczalników, które w konwencjonalnych metodach generują dodatkowe odpady. Proces usuwa również sole sodowe odpowiedzialne za żrące właściwości czerwonego mułu. Oczyszczony materiał zyskuje zupełnie nowe zastosowania. Badacze wykazali, że można go przekształcić w ceramikę bogatą w korund, jeden z najtwardszych minerałów występujących w naturze. Powstałe w ten sposób płytki ceramiczne i cegły budowlane charakteryzują się wyjątkową wytrzymałością.
Czytaj też: Europa ma energetyczne wybawienie. Nowe panele słoneczne są iście kosmiczne
To, co kiedyś było zagrożeniem środowiskowym, można teraz przekształcić w materiały budowlane. Oczyszczony czerwony muł przekształciliśmy w ceramikę, która jest super twarda, co czyni ją odpowiednią do budownictwa i odzysku aluminium – dodaje Shichen Xu, członek zespołu badawczego
Przetworzony muł może również służyć jako surowiec do ponownej produkcji aluminium, co stanowi krok w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym. To szczególnie istotne w czasach, gdy ceny surowców są niestabilne, a wydobycie boksytu wiąże się z coraz większymi kosztami środowiskowymi.
Czy to się rzeczywiście opłaca?
Analizy ekonomiczne i środowiskowe sugerują, że opisywana technologia może przynieść wymierne korzyści. Proces FJH-Cl2 ma generować mniejsze emisje gazów cieplarnianych w porównaniu z alternatywnymi metodami, a krótki czas przetwarzania przekłada się na niższe zużycie energii. Eliminacja drogich rozpuszczalników i redukcja kosztów składowania to kolejne atuty. Trzeba jednak pamiętać, iż takie szacunki często wyglądają lepiej na papierze niż w rzeczywistości przemysłowego wdrożenia. Technologia nie pozostanie wyłącznie w sferze akademickich badań. Flash Metals USA, spółka spin-off Rice University, pracuje nad komercjalizacją pod marką Metallium Ltd. Co ciekawe, metoda może znaleźć zastosowanie także w innych gałęziach przemysłu zmagających się z problemem odpadów.
Czytaj też: Morze Kaspijskie jeszcze nigdy tak szybko się nie kurczyło. Winny jest tylko jeden aspekt
W grę wchodzi hutnictwo stali, górnictwo czy przetwórstwo metali ziem rzadkich, a więc wszędzie tam, gdzie powstają duże ilości trudnych do zagospodarowania odpadów, technologia błyskawicznego ogrzewania może okazać się użyteczna. Badanie opublikowane w czasopiśmie ACS Applied Materials & Interfaces zostało sfinansowane przez amerykańskie instytucje rządowe, co sugeruje strategiczne znaczenie tej technologii. Możliwość przekształcenia milionów ton toksycznego odpadu w wartościowe surowce w ciągu kilku dekad zamiast stuleci brzmi imponująco. Patrząc realistycznie, sama technologia to dopiero początek drogi. Sukces będzie zależał od ekonomii skalowania, regulacji prawnych i gotowości przemysłu do inwestycji.