211service.com
En renere, billigere rute til Titanium
Titanium er lige så stærkt som stål, men vejer kun omkring 60 procent så meget. Det er også meget modstandsdygtigt over for korrosion og håndterer ekstreme temperaturer godt. Så ikke overraskende ønsker flyindustrien at bruge meget mere af det i den næste generation af fly, hvilket gør dem lettere og reducerer brændstofomkostningerne.
Men der er et problem: Med omkring $40 per pund i dag er titanium dyrt - og prisen bliver ved med at stige.
Nu en startup, Avanti Metal, der bruger teknologi udviklet på MIT, håber at kommercialisere en proces, der drastisk reducerer omkostningerne ved at producere titanium, hvilket gør mere af det tilgængeligt for store, lettere flyvemaskiner. Processen, udviklet af MIT-kemikeren Donald Sadoway, anvender en miljøvenlig, direkte elektrolysemetode til at fremstille metallet.
Titanium er naturligt rigeligt. Men behandling af titaniumoxid fundet i jorden for at lave et brugbart metal er langsom og producerer giftigt affald. Prisen på titanium er gået gennem taget, siger Corby Anderson, direktør for Center for Advanced Mineral and Metallurgical Processing ved University of Montana. Det er det dobbelte af, hvad det var denne gang sidste år - og sidste år var det ret højt.
Jeffrey Sabados, præsident for det fire-personers Avanti, vurderer, at der, baseret på produktionsplaner offentliggjort af Boeing og Airbus, vil være en mangel på 30.000 tons på titanium i 2010. Han hævder, at Avantis proces til raffinering af titanium kan reducere omkostningerne til omkring $3 per pund. Så, hvis metallet så sælger for endda 25 dollars pr. pund, et skøn, han kalder konservativt, er det en enorm potentiel fortjeneste.
Siden begyndelsen af 1950'erne er titanium blevet produceret gennem Kroll-processen. Producenter fremstiller først titaniumchlorid, som bliver forarbejdet til titantetrachlorid og derefter blandet med magnesium, som trækker titanium ud og producerer klorgas. Resultatet er et porøst materiale, forurenet med magnesiumsalte, som kræver yderligere forarbejdning for at fjerne saltene og gøre det anvendeligt til fremstilling. Processen er så giftig, at det er svært at få de nødvendige tilladelser til at bygge et nyt anlæg for at udvide produktionen.
Sadoway siger, at deres proces er meget grønnere. De blander titaniumoxid med andre oxider, såsom magnesiumoxid eller calciumoxid; derefter opvarmer de blandingen til omkring 1.700 grader Celsius. Dette producerer et bad af smeltede oxider, hvorigennem en elektrisk strøm kan føres. Elektriciteten producerer elektrolyse, bryder bindingen mellem titan- og oxygenatomerne, og det tungere titanium synker. Resultatet er en pulje af flydende titanium i bunden og ilt, der bobler ud af toppen. De andre smeltede oxider forbliver på plads og fungerer som elektrolytten, når mere titaniumoxid tilsættes. Man bliver bare ved med at lave mere og mere og mere metal, siger Sadoway.
Indtil videre har Sadoway og kolleger dog kun lavet nogle få gram med en eksperimentel reaktorcelle. Det er svært for den lille, keramiske enhed at opretholde den nødvendige høje temperatur. Avanti håber på at rejse nok penge fra investorer til at bygge en større prototype til faktisk at producere en pulje af flydende titanium. Sadoway håber at begynde at sammensætte et team af forskere inden august og at bygge fungerende titaniumsmeltere inden august 2008.
Nabil Elkouh, præsident for Erigo Technologies, et konsulentfirma, der sammensætter aftaler mellem forskere og investorer, og som er rådgiver for Avanti, advarer om, at deres fremskrivning af at producere titanium til en tiendedel af de nuværende omkostninger kan være optimistisk på dette tidspunkt. De har måske noget fantastisk, men det kan tage fire år, siger han. Det er måske aldrig en tiendedel af omkostningerne - men hvad nu hvis det var halvdelen af omkostningerne? Det ville stadig være fantastisk.
Anderson siger, at masser af mennesker, fra universitetsforskere til virksomheder som DuPont, arbejder på bedre måder at producere titanium på. Han håber at besøge MIT til sommer for at se på Sadoways proces og se, hvor godt det fungerer.