A produção verde de silício pode ser possível em dois a três anos

Jul 10, 2023

ESTE ARTIGO/COMUNICADO DE IMPRENSA É PAGO E APRESENTADO PELA NTNU Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia - leia mais

A Noruega é o maior produtor europeu de alumínio e silício. A indústria metalúrgica é uma das indústrias de exportação mais importantes do país, mas também é responsável por 10 por cento das suas emissões de CO2.

A Noruega precisa urgentemente de reduzir os seus níveis de emissões nos métodos de produção atuais, a fim de atingir as suas metas climáticas.

A NTNU registrou uma patente para um processo industrial que removerá todas as emissões diretas de CO2 e NOx. O processo foi denominado SisAl.

O quartzo é matéria-prima tanto no processo de fundição tradicional quanto no método SisAl.

Com a tecnologia atual, o CO2 é formado quando o quartzo reage com o carbono. Em vez de carbono, o processo SisAl utiliza o alumínio como agente redutor, evitando assim a formação de CO2.

“Tecnologicamente, acreditamos que nada impede a produção de silício em escala industrial com o novo método. E economiza energia”, diz Maria Wallin, pesquisadora de materiais da NTNU.

“O processo SisAl é exotérmico, ou seja, a reação entre o quartzo e o alumínio libera energia. O método atual é endotérmico e é necessário adicionar energia para reduzir o quartzo. A SisAl utiliza apenas um terço do consumo de energia por tonelada de silício acabado”, diz Wallin.

A tecnologia tradicional utiliza 85 a 92 por cento do quartzo colocado no forno. O SisAl utiliza 97 a 99 por cento porque o processo também pode usar quartzo em pó.

Wallin e a professora Gabriella Tranell coordenam os grandes projetos da UE SisAl Pilot e SisAl Slag, liderados pela NTNU. 22 parceiros na investigação e na indústria na Europa e na África do Sul desenvolveram o processo com base na patente da NTNU.

Dezenas de testes piloto foram realizados no centro piloto da Elkem em Fiskaa, no sul da Noruega, e na fundição Fundiciones Rey, na Espanha.

Wallin diz que o método SisAl tem uma série de outras vantagens.

Além de remover todas as emissões diretas de CO2 e NOx e de economizar energia, o novo processo de produção de silício utilizará escória (escória) e sucata da indústria do alumínio.

O processo SisAl pode utilizar escória como agente redutor na produção de silício. O mesmo se aplica a sucatas finas de alumínio, por exemplo, de embalagens de alimentos.

O processo SisAl também gera escórias, como óxido de cálcio e óxido de alumínio, mas são substâncias muito procuradas pela indústria siderúrgica, diz Wallin.

O novo processo de fundição também aproveita melhor a matéria-prima, pois pode ser utilizado quartzo fino (“finos”). No processo tradicional, as multas têm que ser retiradas.

“O desafio em que dedicamos mais tempo neste momento é a criação de um modelo de negócio circular que inclua as indústrias metalúrgicas. Vemos grandes oportunidades de sinergias que beneficiariam tanto o ambiente como a economia”, afirma Wallin. “Procuramos utilizar melhor as matérias-primas e encontrar as menores emissões possíveis, o menor consumo de energia, o máximo de reutilização e o menor desperdício possível. O montante do imposto que as autoridades impõem às emissões de CO2 também é, obviamente, um fator no cálculo."

O silício é produzido pela Elkem e Wacker na Noruega. Wallin acredita que as atuais fundições de silício poderiam usar a tecnologia SisAl sem grandes investimentos como complemento, ou substituição parcial, da produção atual.

Uma fábrica piloto para a produção de SisAl está a ser construída na África do Sul como parte de um projecto da UE. Wallin considera isso um marco antes da eventual construção de uma instalação em escala industrial.

A UE designou o silício como um metalóide extremamente importante. O silício tem propriedades semicondutoras e é um material crítico em placas de circuito, células solares e todos os componentes eletrônicos.

O silício, em ligas com alumínio, também faz parte de muitos dos materiais que usamos no dia a dia. Hoje, a China é responsável por dois terços da produção de silício no mundo.