700{\deg}C下氢还原铁矿石过程中微观结构与原子尺度化学组成的影响
材料科学
2021-02-12 v1
摘要
钢铁年产量达18.5亿吨，就产量和环境影响而言是最重要的材料类别。虽然钢铁是可持续发展的赋能者，例如通过轻量化设计、磁器件和高效涡轮，但其初级生产并非如此。3000年来，铁一直通过碳从矿石中还原。如今每吨钢产生2.1吨CO2，造成制造业部门全球CO2排放的30%，相当于全球CO2排放的6.5%。这些数字使钢铁制造成为最大的单一工业温室气体排放源。为缓解这些CO2排放，设想的未来工业路线以绿色氢作为还原剂。尽管该反应已被研究数十年，其动力学仍未被很好理解，特别是在浮士体还原步骤中，其速度远慢于赤铁矿还原。该反应的许多限速因素由矿石的微观和纳米结构以及局域化学组成决定。对其定量表征可实现知识驱动的矿石制备与工艺优化，使氢基铁矿石还原具备商业可行性，从而实现所需的大规模CO2减排以缓解全球变暖。在此，我们报道了纯H2从赤铁矿还原所得铁的跨尺度结构与成分分析，分辨率达近原子尺度。
引用
@article{arxiv.2102.05654,
title = {Influence of microstructure and atomic-scale chemistry on iron ore reduction with hydrogen at 700{\deg}C},
author = {Se-Ho Kim and Xue Zhang and Kevin Schweinar and Isnaldi R. Souza Filho and Katja Angerendt and Yan Ma and Dirk Vogel and Leigh T. Stephenson and Ayman A. El-Zoka and Jaber Rezaei Mianroodi and Michael Rohwerder and Baptiste Gault and Dierk Raabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05654},
year = {2021}
}