Eine sauberere und günstigere Route zu Titan

Titan ist so stark wie Stahl, wiegt aber nur etwa 60 Prozent so viel. Es ist auch sehr korrosionsbeständig und hält extremen Temperaturen gut stand. Es überrascht daher nicht, dass die Luft- und Raumfahrtindustrie viel mehr davon in der nächsten Generation von Flugzeugen verwenden möchte, um sie leichter zu machen und die Treibstoffkosten zu senken.

Aber es gibt einen Haken: Titan ist heute mit etwa 40 US-Dollar pro Pfund teuer – und der Preis steigt weiter.

Jetzt hofft ein Startup, Avanti Metal, mit einer am MIT entwickelten Technologie einen Prozess zu kommerzialisieren, der die Herstellungskosten von Titan drastisch senkt und mehr davon für große, leichtere Flugzeuge verfügbar macht. Der vom MIT-Chemiker Donald Sadoway entwickelte Prozess verwendet eine umweltfreundliche, direkte Elektrolysemethode, um das Metall herzustellen.



Titan ist von Natur aus reichlich vorhanden. Aber die Verarbeitung von im Boden gefundenem Titanoxid zu einem brauchbaren Metall ist langsam und produziert giftige Abfälle. Der Titanpreis sei durch die Decke gegangen, sagt Corby Anderson, Direktor des Center for Advanced Mineral and Metallurgical Processing an der University of Montana. Es ist doppelt so viel wie letztes Jahr um diese Zeit – und letztes Jahr war es ziemlich hoch.

Jeffrey Sabados, Präsident der vierköpfigen Avanti, schätzt, dass aufgrund der von Boeing und Airbus veröffentlichten Produktionspläne bis 2010 eine Titanknappheit von 30.000 Tonnen eintreten wird etwa 3 Dollar pro Pfund. Wenn das Metall dann sogar für 25 Dollar pro Pfund verkauft wird, eine Schätzung, die er als konservativ bezeichnet, ist dies ein riesiges Gewinnpotenzial.

wann hat wikileaks angefangen

Seit den frühen 1950er Jahren wird Titan im Kroll-Verfahren hergestellt. Die Hersteller stellen zunächst Titanchlorid her, das zu Titantetrachlorid verarbeitet und dann mit Magnesium vermischt wird, das das Titan entzieht und Chlorgas produziert. Das Ergebnis ist ein poröses, mit Magnesiumsalzen verunreinigtes Material, das einer weiteren Verarbeitung bedarf, um die Salze zu entfernen und für die Herstellung nutzbar zu machen. Der Prozess ist so giftig, dass es schwierig ist, die erforderlichen Genehmigungen für den Bau einer neuen Anlage zur Erweiterung der Produktion zu erhalten.

Wie klein kann das kleinste Schwarze Loch sein?

Sadoway sagt, dass ihr Prozess viel grüner ist. Sie mischen Titanoxid mit anderen Oxiden wie Magnesiumoxid oder Calciumoxid; dann erhitzen sie die Mischung auf etwa 1.700 Grad Celsius. Dadurch entsteht ein Bad aus geschmolzenen Oxiden, durch das ein elektrischer Strom geleitet werden kann. Der Strom erzeugt Elektrolyse, bricht die Bindung zwischen den Titan- und Sauerstoffatomen und das schwerere Titan sinkt. Das Ergebnis ist ein Pool aus flüssigem Titan am Boden und Sauerstoff, der oben heraussprudelt. Die anderen geschmolzenen Oxide bleiben an Ort und Stelle und wirken als Elektrolyt, wenn mehr Titanoxid hinzugefügt wird. Du machst einfach immer mehr Metal, sagt Sadoway.

Bisher haben Sadoway und Kollegen mit einer experimentellen Reaktorzelle jedoch nur wenige Gramm hergestellt. Es ist schwer für das kleine Keramikgerät, die erforderliche hohe Temperatur zu halten. Avanti hofft, von Investoren genug Geld zu sammeln, um einen größeren Prototyp zu bauen, um tatsächlich einen Pool aus flüssigem Titan herzustellen. Sadoway hofft, bis August mit der Zusammenstellung eines Wissenschaftlerteams beginnen und bis August 2008 funktionierende Titanschmelzen bauen zu können.

Nabil Elkouh, Präsident von Erigo Technologies, einem Beratungsunternehmen, das Deals zwischen Forschern und Investoren abschließt und ein Berater von Avanti ist, warnt davor, dass ihre Prognose, Titan zu einem Zehntel der derzeitigen Kosten zu produzieren, zu diesem Zeitpunkt optimistisch sein könnte. Sie haben vielleicht etwas Großartiges, aber es kann vier Jahre dauern, sagt er. Es ist vielleicht nie ein Zehntel der Kosten – aber was wäre, wenn es die Hälfte der Kosten wäre? Das wäre noch toll.

Anderson sagt, dass viele Leute, von Universitätsforschern bis hin zu Unternehmen wie DuPont, an besseren Wegen zur Herstellung von Titan arbeiten. Er hofft, diesen Sommer das MIT zu besuchen, um sich Sadoways Prozess anzusehen und zu sehen, wie gut er funktioniert.

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