Tyske forskere har rapporteret i det seneste nummer af det britiske tidsskrift Nature, at de har udviklet en ny legeringssmelteproces, der kan omdanne faste metaloxider til blokformede legeringer i ét trin. Teknologien kræver ikke smeltning og blanding af metallet, efter at det er blevet udvundet, hvilket hjælper med at reducere udledningen af ​​drivhusgasser og spare energi.

Forskere ved Max Planck Institute for Sustainable Materials i Tyskland brugte brint i stedet for kulstof som reduktionsmiddel til at udtrække metallet og danne legeringen ved temperaturer langt under metallets smeltepunkt, og har med succes produceret lavekspansionslegeringer i eksperimenter. Lavekspansionslegeringerne er sammensat af 64 % jern og 36 % nikkel og kan holde deres volumen inden for et stort temperaturområde, hvilket gør dem meget udbredte i industrien.

Forskerne blandede oxiderne af jern og nikkel i det nødvendige forhold til lavekspansionslegeringer, malede dem jævnt med en kuglemølle og pressede dem til små runde kager. De opvarmede derefter kagerne i en ovn til 700 grader Celsius og introducerede brint. Temperaturen var ikke høj nok til at smelte jern eller nikkel, men var høj nok til at reducere metallet. Tests viste, at det forarbejdede blokformede metal havde de typiske egenskaber for lavekspansionslegeringer og havde bedre mekaniske egenskaber på grund af dets lille kornstørrelse. Fordi det færdige produkt var i form af en blok frem for pulver eller nanopartikler, var det nemt at støbe og bearbejde.

Traditionel legeringssmeltning involverer tre trin: Først reduceres metaloxiderne i malmen til metal med kulstof, derefter afkarboniseres metallet, og forskellige metaller smeltes og blandes, og til sidst udføres termisk-mekanisk behandling for at justere mikrostrukturen af legeringen for at give den specifikke egenskaber. Disse trin forbruger enorme mængder energi, og processen med at bruge kulstof til at reducere metaller producerer store mængder kuldioxid. Kulstofemissionerne fra metalindustrien tegner sig for omkring 10% af verdens samlede.

Forskerne sagde, at biproduktet ved at bruge brint til at reducere metaller er vand, med ingen kulstofemissioner, og at den simple proces har et stort potentiale for energibesparelser. Men eksperimenterne brugte oxider af jern og nikkel af høj renhed, og effektiviteten