211service.com
Čistší a levnější cesta k titanu
Titan je pevný jako ocel, ale váží jen asi 60 procent. Je také vysoce odolný vůči korozi a dobře zvládá teplotní extrémy. Není tedy divu, že letecký průmysl ho chce v příští generaci letadel využít mnohem více, čímž je učiní lehčími a sníží náklady na palivo.
Má to ale háček: titan je dnes drahý kolem 40 dolarů za libru – a cena neustále roste.
Nyní začínající společnost Avanti Metal, využívající technologii vyvinutou na MIT, doufá, že bude komercializovat proces, který drasticky sníží náklady na výrobu titanu a zpřístupní jej více pro velká letadla s lehčí hmotností. Proces vyvinutý chemikem z MIT Donaldem Sadowayem využívá k výrobě kovu ekologicky nezávadnou metodu přímé elektrolýzy.
Titan je přirozeně hojný. Ale zpracování oxidu titanu nalezeného v zemi na použitelný kov je pomalé a produkuje toxický odpad. Cena titanu šla přes střechu, říká Corby Anderson, ředitel Centra pokročilého zpracování nerostů a metalurgie na univerzitě v Montaně. Je to dvojnásobek toho, co to bylo loni touto dobou – a loni to bylo dost vysoké.
Jeffrey Sabados, prezident čtyřčlenného Avanti, odhaduje, že na základě výrobních plánů zveřejněných Boeingem a Airbusem bude do roku 2010 chybět 30 000 tun titanu. Tvrdí, že Avantiův proces rafinace titanu by mohl snížit náklady na asi 3 dolary za libru. Pokud se pak kov prodává dokonce za 25 dolarů za libru, odhad, který nazývá konzervativní, je to obrovský potenciální zisk.
Od počátku 50. let 20. století se titan vyrábí procesem Kroll. Výrobci nejprve vyrobí chlorid titaničitý, který se zpracovává na chlorid titaničitý, a poté se smísí s hořčíkem, který vytáhne titan a vytvoří plynný chlór. Výsledkem je porézní materiál, kontaminovaný hořečnatými solemi, který vyžaduje další zpracování, aby se soli odstranily a byl použitelný pro výrobu. Proces je tak toxický, že je obtížné získat povolení potřebná k výstavbě nového závodu za účelem rozšíření výroby.
Sadoway říká, že jejich proces je mnohem ekologičtější. Míchají oxid titaničitý s jinými oxidy, jako je oxid hořečnatý nebo oxid vápenatý; pak směs zahřejí na asi 1700 stupňů Celsia. Vznikne tak lázeň roztavených oxidů, kterou může protékat elektrický proud. Elektřina produkuje elektrolýzu, rozbíjí vazbu mezi atomy titanu a kyslíku a těžší titan klesá. Výsledkem je kaluž tekutého titanu na dně a kyslík probublávající nahoře. Ostatní roztavené oxidy zůstávají na místě a působí jako elektrolyt, když je přidáno více oxidu titaničitého. Prostě vyrábíte víc a víc a víc kovu, říká Sadoway.
Doposud však Sadoway a kolegové vyrobili pouze několik gramů pomocí experimentálního reaktorového článku. Pro malé keramické zařízení je těžké udržet potřebnou vysokou teplotu. Avanti doufá, že získá od investorů dostatek peněz na stavbu většího prototypu, který by skutečně vyrobil zásobník tekutého titanu. Sadoway doufá, že do srpna začne dávat dohromady tým vědců a do srpna 2008 postaví fungující titanové tavírny.
Nabil Elkouh, prezident konzultační firmy Erigo Technologies, která spojuje dohody mezi výzkumníky a investory a který je poradcem společnosti Avanti, varuje, že jejich projekce výroby titanu za desetinu současných nákladů mohou být v tuto chvíli optimistické. Mohou mít něco skvělého, ale může to trvat čtyři roky, říká. Možná to nikdy nebude desetinové náklady – ale co kdyby to byly poloviční náklady? To by bylo ještě skvělé.
Anderson říká, že spousta lidí, od univerzitních výzkumníků po společnosti jako DuPont, pracuje na lepších způsobech výroby titanu. Doufá, že letos v létě navštíví MIT, aby se podíval na proces Sadoway a viděl, jak dobře to funguje.