به گزارش فولادنامه؛ در آزمایشگاهی در شهرِ ووبِرنِ ماساچوست، داخلِ محفظه‌ای به اندازه‌یِ یک اتوبوسِ مدرسه، اتفاقی می‌افتد که هزاران سال، شیوه‌یِ ساختِ فلز را تغییر نداده بود: سنگِ آهن، بدونِ کوره‌یِ بلند، بدونِ کک، بدونِ زغال‌سنگ، و بدونِ حتی یک قطره سوختِ فسیلی، مستقیماً به فولادِ مذاب تبدیل می‌شود. تنها چیزی که این تبدیل را ممکن می‌کند، جریانِ برق است.

شیمی‌ای که هیچ‌کس تا حالا در مقیاسِ صنعتی امتحان نکرده بود

شرکتِ بوستون‌متال، که در سالِ ۲۰۱۲ به‌عنوانِ یک اسپین‌آفِ دانشگاهِ ام‌آی‌تی شکل گرفت، فناوری‌ای را توسعه داده که نامش «الکترولیزِ اکسیدِ مذاب» است. ایده، در ظاهر ساده به نظر می‌رسد: سنگِ آهن را داخلِ یک الکترولیتِ مذاب حل می‌کنند، جریانِ برق را از میانِ یک آند و یک کاتد عبور می‌دهند، و دمایِ درونِ راکتور را به حدودِ هزاروششصد درجه‌یِ سلسیوس -داغ‌تر از گدازه‌یِ آتشفشانی- می‌رسانند. در این دما، پیوندهایِ اکسیدِ آهن می‌شکنند؛ اکسیژن به‌صورتِ گاز آزاد می‌شود، و فلزِ خالص و مذاب، در کفِ راکتور جمع می‌شود و از آن‌جا برداشت می‌شود.

آنچه این فرآیند را از رقبایش -مثلِ روش‌های مبتنی‌بر هیدروژن- متمایز می‌کند، این است که هیچ واسطه‌ای در کار نیست. کوره‌یِ بلند، تولیدِ کک، کلوخه‌سازی، و حتی کوره‌یِ اکسیژنیِ اصلی -تمامِ مراحلِ سنتیِ فولادسازی- در یک مرحله‌یِ واحد ادغام می‌شوند. تنها محصولِ جانبی، اکسیژنِ خالص است؛ نه دی‌اکسیدِ کربن، نه آب، نه هیچ ماده‌یِ شیمیاییِ خطرناک.

از یک تُن فولاد در آزمایشگاه، تا فلزاتِ باارزش در برزیل

مسیرِ این فناوری تا رسیدن به این نقطه، مسیرِ کوتاهی نبوده. اوایلِ سالِ ۲۰۲۵، تیمِ بوستون‌متال بزرگ‌ترین آزمایشِ سلولِ پایلوتِ صنعتی‌اش را در همان کارگاهِ ووبِرن انجام داد و حدودِ یک تن فولاد تولید کرد؛ نقطه‌عطفی که به‌گفته‌یِ مدیرعاملِ شرکت، تادئو کارنیرو، ثابت کرد که «فولادِ تناژی از سلولِ الکترولیزِ چندآندیِ ما جاری است.»

اما در کوتاه‌مدت، تمرکزِ اصلیِ شرکت، به‌جایِ فولاد، روی فلزاتِ باارزش‌تر است. همین فناوری، این قابلیت را دارد که فلزاتی مثلِ کروم، منگنز و نیوبیوم را از پسماندهایِ معدنی -موادی که معمولاً به‌عنوانِ زباله دورریخته می‌شوند- استخراج کند. کارخانه‌ای در ایالتِ میناس‌جرایسِ برزیل، که این فلزات را از پسماندهایِ معدنِ قلع استخراج می‌کند، در حالِ تعمیر است و قرار است در سپتامبرِ امسال دوباره راه‌اندازی شود. منطقِ این راهبرد روشن است: فلزاتِ باارزش، جریانِ درآمدیِ زودبازده‌تری فراهم می‌کنند تا شرکت بتواند سرمایه و تجربه‌یِ لازم برایِ ورودِ کامل به بازارِ فولاد را جمع کند.

سرمایه‌ای که از یک غولِ فولادسازِ سنتی می‌آید

نشانه‌یِ روشنِ جدی‌گرفته‌شدنِ این فناوری را می‌شود در فهرستِ سرمایه‌گذارانش دید. در دورِ تازه‌یِ تأمینِ مالیِ امسال، هفتادوپنج میلیون دلار جذب شد؛ و در میانِ سرمایه‌گذاران، برایِ نخستین‌بار نامِ یک صنعتگرِ سنتیِ فولاد هم دیده می‌شود: شرکتِ تاتا استیل. حضورِ یکی از بزرگ‌ترین فولادسازانِ جهان، در کنارِ صندوق‌های سرمایه‌گذاریِ اقلیمی، نهادهایِ توسعه‌ای و شرکت‌های معدنی، نشان می‌دهد که این فناوری، دیگر فقط یک پروژه‌یِ آزمایشگاهی نیست. مجموع سرمایه‌یِ جذب‌شده‌یِ این شرکت، تا همین دورِ اخیر، از چهارصدوچهل‌وپنج میلیون دلار گذشته است.

چرا این مسیر با بقیه فرق دارد

اکثرِ راه‌حل‌های امروزِ صنعتِ فولاد برایِ کاهشِ کربن، از احیایِ مستقیمِ هیدروژنی گرفته تا فناوری‌های جذبِ کربن، همچنان به نوعی سوخت یا واسطه‌یِ شیمیایی وابسته‌اند. آن‌ها انتشارِ کربن را کاهش می‌دهند، اما به‌طورِ کامل حذفش نمی‌کنند. اما الکترولیزِ اکسیدِ مذاب، از نظرِ شیمیایی، مسیری کاملاً متفاوت است: هیچ کربنی از ابتدا وارد فرآیند نمی‌شود، پس چیزی هم برایِ حذف‌کردن باقی نمی‌ماند. به همین دلیل، این فناوری توانسته جایزه‌یِ «سیصد اختراعِ برترِ جهان» مجله‌یِ تایم را هم از آنِ خودش کند.

اما واقعیتِ صنعتی هم فراموش نباید شود: مقیاسِ فعلیِ این فناوری هنوز بسیار کوچک‌تر از نیازِ صنعتِ جهانیِ فولاد است. سلول‌های امروزِ بوستون‌متال، در حدِ آزمایشیِ صنعتی‌اند، نه در مقیاسِ یک کارخانه‌یِ کاملِ تجاری. مسیرِ پیشِ‌رو، هنوز چند سالِ دیگر زمان می‌برد تا این فناوری از آزمایشگاه‌ها و کارخانه‌های کوچکِ استخراجِ فلز، به خطِ تولیدِ اصلیِ فولادِ جهان برسد.

چشم‌اندازِ آینده

اگر این فناوری موفق شود در مقیاسِ صنعتی جا بیفتد، تصویرِ کارخانه‌یِ فولادِ آینده، شاید دیگر شباهتی به کارخانه‌های امروزی نداشته باشد: بدونِ دودکش، بدونِ انبارِ زغال‌سنگ، فقط ردیفی از سلول‌های الکترولیزی که با برقِ تجدیدپذیر تغذیه می‌شوند و بی‌صدا، فولاد تولید می‌کنند. صنعتی که برایِ قرن‌ها با آتش شناخته می‌شد، شاید روزی، فقط با برق تعریف شود.