Revolutionäres Wasserstoff-Verfahren macht Metallproduktion CO₂-frei und effizienter
Klemens Gorlitz
Revolutionäres Wasserstoff-Verfahren macht Metallproduktion CO₂-frei und effizienter
Forschende am Max-Planck-Institut haben ein neues Verfahren entwickelt, mit dem Metalle und Legierungen in einem einzigen umweltfreundlichen Schritt hergestellt werden können. Die in Nature veröffentlichte Studie präsentiert eine sauberere und effizientere Alternative zur herkömmlichen Metallurgie. Statt Kohlenstoff kommt dabei Wasserstoff als Reduktionsmittel zum Einsatz – und vermeidet so vollständig CO₂-Emissionen.
Das innovative Verfahren vereint die Metallgewinnung, die Legierungsbildung und die thermomechanische Verarbeitung in einem einzigen Arbeitsschritt. Es wandelt Erze direkt in verwendbare Produkte um und spart dabei bis zu 40 Prozent Energie im Vergleich zu konventionellen Methoden.
Das Team hat die Wirksamkeit des Verfahrens bereits an Eisen, Nickel, Kupfer und kobaltbasierten Legierungen demonstriert, darunter auch Hochentropie-Legierungen, die in Flugzeugturbinen und Elektromotoren zum Einsatz kommen. Zudem entstehen dabei Invar-Legierungen mit derselben geringen Wärmeausdehnung wie bei herkömmlichen Varianten, jedoch mit verbesserten mechanischen Eigenschaften.
Aktuell arbeiten die Wissenschaftler:innen daran, die Technik für die industrielle Anwendung zu optimieren. Im Fokus steht dabei die Nutzung günstigerer, verunreinigter Oxide und metallurgischer Abfallstoffe anstelle reiner Ausgangsmaterialien. Zudem gilt es, den Wasserstoffverbrauch mit den Energiekosten in Einklang zu bringen, um die Skalierbarkeit für den Großmaßstab zu gewährleisten.
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Die Entwicklung des Verfahrens wurde durch ein Stipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung sowie einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats gefördert. Es verspricht erhebliche Energieeinsparungen und eine geringere Umweltbelastung in der Metallproduktion. Als nächste Schritte planen die Forschenden, die Methode für den industriellen Einsatz mit kostengünstigen Materialien weiterzuentwickeln.
