美國俄勒岡大學(xué)化學(xué)家在9日的《ACS能源快報》上發(fā)表論文稱,，他們開發(fā)出一種更清潔的方法，可利用電化學(xué)工藝從合成鐵礦石中提取鐵,，并表示該方法在成本上有望與高爐冶煉相當(dāng),，為鋼鐵行業(yè)帶來新變革。

　　鐵及其合金在現(xiàn)代工業(yè)中極為重要,。傳統(tǒng)高爐煉鐵雖能將鐵礦石轉(zhuǎn)化為純金屬鐵,，但存在耗能高、空氣污染嚴重等問題,。電化學(xué)煉鐵將電流通過含有鐵原料的液體,，實現(xiàn)金屬分離。與高溫高爐相比,，電化學(xué)工藝可大幅減少空氣污染物排放,，同時還能節(jié)省大量能源。

　　此前的研究已經(jīng)利用電化學(xué)工藝,，在約80℃—90℃的條件下,，直接將含有固體氧化鐵顆粒和氫氧化鈉的溶液轉(zhuǎn)化為金屬鐵。然而,，面對天然鐵礦石時,，低溫工藝的選擇性欠佳。

　　研究人員表示,，確定能夠在低溫下轉(zhuǎn)化為金屬鐵的氧化物,，是開發(fā)全電化煉鋼工藝的重要一步。

　　他們先制備了高比表面積,、具有內(nèi)部孔洞和連通空腔的氧化鐵顆粒,，研究其納米級形態(tài)對電化學(xué)反應(yīng)的影響，再將其轉(zhuǎn)化為微米級顆粒模擬天然礦石形態(tài),。實驗中,，團隊設(shè)計了一種特殊陰極，在電流通過時從含氧化鐵顆粒的氫氧化鈉溶液中提取金屬鐵。

　　結(jié)果顯示,，在電流密度為每平方厘米50毫安時,，致密氧化鐵還原選擇性最高，與快速充電鋰離子電池情況相似,。且孔隙率更高,、比表面積更大的疏松顆粒，相比孔隙率低的天然赤鐵礦,，能更高效生產(chǎn)電化學(xué)鐵,。

　　研究人員估算，在實驗所用電流密度下,，鐵的生產(chǎn)成本可低于每噸600美元,，與傳統(tǒng)煉鐵成本相當(dāng)。并且,，使用納米級孔隙率顆粒時,，電流密度可大幅提高，這與工業(yè)電解槽電流密度相近,。

　　不過研究人員也表示,，該技術(shù)要實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，還需進一步研究,，并開發(fā)使氧化鐵原料孔隙率更高的技術(shù),。（記者張佳欣）

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