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Electrons to Iron: green iron powder production via low-temperature electrolysis

Descrizione del progetto

Ripensare la produzione del ferro

L’industria siderurgica deve prepararsi a regolare i propri conti. Alla luce della domanda di acciaio più ecologico, gli scienziati stanno prendendo in considerazione l’elettrolisi a bassa temperatura, un metodo potenzialmente in grado di funzionare con elettricità rinnovabile e materie prime economiche a base di ossido di ferro; ciononostante, i meccanismi alla sua base sono tuttora poco chiari. Il progetto EcoIron, finanziato dal CER, si prefigge di identificare le modalità di formazione del metallo durante l’elettrodeposizione in condizioni di elettroliti eterogenei, in particolare studiando la trasformazione degli ossidi di ferro, tracciando la crescita di delicate dendriti di ferro mediante l’immaginografia a raggi X avanzata ed effettuando la modellizzazione della complessa interazione tra fenomeni di trasporto di particelle, ioni e correnti, cinetica di reazione e cambiamento di fase (nucleazione e crescita). I risultati forniti dal progetto apriranno la strada a un nuovo processo continuo per la produzione di polvere di ferro elettrolitica, gettando le basi per una produzione di acciaio più pulita e per l’accumulo di energia di prossima generazione.

Obiettivo

We are on the eve of a worldwide ironmaking transition. Low-temperature electrolysis (/electrodeposition) for ironmaking has recently received increasing attention as it makes direct usage of (renewable) electricity. One problem, fundamental understanding of metal electrodeposition is largely lacking. Nobody truly understands the process. With EcoIron I want to devote my knowledge in experimental and numerical chemical engineering process to the challenge of leveraging the state-of-the-art metal electrodeposition science. Such knowledge has a huge application potential in green steel production and iron-based energy storage.
Four work packages (WP) are outlined:
1.to determine the governing mechanism and kinetics of oxide-to-iron electrochemical transformation from systematic experiments and characterization. The outcome will close a long-lasting scientific debate on dissolution-redeposition vs. solid-state reduction mechanism.
2.to unveil the mechanism and conditions for formation and microstructure evolution of iron dendrites using advanced X-ray visualization techniques. The impact of this groundbreaking knowledge stretches beyond the metal production community to the rechargeable battery community.
3.to clarify the roles of particle-bubble transport and species-current transfer via advanced CFD-electrochemical coupled modelling, offering strategies to enable faster conversion. This will lead to a breakthrough in metal electrowinning technologies and an advanced numerical tool for the scientific community.
4.to demonstrate a novel process for continuous production of electrolytic iron powder. This unites, translates, and validates the scientific knowledge from WPs1-3.
The combined outcomes in this project constitute a breakthrough in the metal electrodeposition science. EcoIron is a beginning, which lays a robust foundation for more inclusive scientific and technological advance in the field on electrolysis for metal production to drive the sustainability

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Contributo netto dell'UE
€ 1 500 000,00
Indirizzo
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Paesi Bassi
Regione
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)