CO2 er et uunngåelig biprodukt i dagens prosessmetallurgiske metoder for å produsere silisium, mangan og ferrolegeringer. Energiforbruket er høyere når karbon erstattes med elektrisitet i metallproduksjon, men ved bruk av en karbonfri elektrisk energikilde kan vi nå målet om nullutslipp av CO2. En elektrolyseprosess vil resultere i produksjon av oksygengass og relativt rene metaller, noe som reduserer behovet for metallforedling. Helelektrisk produksjon av silisium og mangan vil representere et viktig steg i avkarboniseringen av norsk ferrolegeringsproduksjon og eliminere alle prosessrelaterte CO2-utslipp. Produktene vil være unike og meget attraktive som legeringselementer i grønt stål og aluminium.
I KSP ZeSiM foreslår vi å utvikle egne CO2-frie elektrolyseprosesser for mangan, ferrolegeringer og silisium med to ulike tilnærminger:
- Produksjon av flytende mangan eller ferromangan fra manganoksid i en oksidbasert elektrolytt. Fordeler ved en slik prosess inkluderer et potensial for høy produksjonshastighet, muligheten for å bruke finkornede materialer og å produsere det salgbare produktet lavkarbon ferromangan (LCFeMn) direkte.
- Produksjon av silisiumplater direkte fra kvarts i en klorid/oksidelektrolytt. Fordelene her vil være rimelige kjemikalier, det produserte metallet vil være lett å høste, og relativt lave prosesstemperaturer.
Prosjektet ZeSiM vil fokusere på utfordringer og kunnskapsbehov knyttet til elektrolyseprosesser som elektrolyttkjemi, metallkvalitet og energiforbruk ved hjelp av labeksperimenter og modellering. Forståelsen oppnådd gjennom prosjektet er et viktig første skritt før videre forskning og utvikling kan gjøres på materialvalg.
SINTEF er prosjektleder med NTNU som den andre forskningspartneren. Si- og FeSi-produsentene Elkem, Wacker og Finnfjord og Mn-legeringsprodusenten Eramet er industrielle partnere gjennom Ferrolegeringsindustriens Forskningsforening (FFF).
Prosjektet er finansiert av Forskningsrådet.
