Paul, Subhechchha und Kanesalingam, Brinthan und Ma, Yan und Villanova, Julie und Requena, Guillermo und Stanley, Chidubem Akpu und Raabe, Dierk und Battiato, Ilenia und Dresselhaus-Marais, Leora (2025) A Percolating Path to Green Iron. Cell Reports Physical Science. Elsevier. doi: 10.1016/j.xcrp.2025.102729. ISSN 2666-3864.
|
PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB |
Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386425003285?pes=vor&utm_source=scopus&getft_integrator=scopus
Kurzfassung
About 1.9 gigatons of steel is produced every year, emitting 8% (3.6 gigatons) of global CO2 in the process. More than 50% of the CO2 emissions come from a single step of steel production, known as ironmaking. Hydrogen-based direct reduction (HyDR) of iron oxide to iron has emerged as an emission-free ironmaking alternative. However, multiple physical and chemical phenomena ranging from nanometers to meters inside HyDR reactors alter the microstructure and pore networks in iron oxide pellets, in ways that resist gaseous transport of H2/H2O, slow reaction rates, and disrupt continuous reactor operation. Using synchrotron nano X-ray computed tomography and percolation theory, we quantify the evolution of pores in iron oxide pellets and demonstrate how nanoscale pore connectivity influences micro- and macroscale flow properties such as permeability, diffusivity, and tortuosity. Our modeling framework connects disparate scales and offers opportunities to accelerate HyDR.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/226311/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | A Percolating Path to Green Iron | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Datum: | 20 August 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erschienen in: | Cell Reports Physical Science | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1016/j.xcrp.2025.102729 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2666-3864 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | percolationporesironmakinghydrogen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | Luftfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | Umweltschonender Antrieb | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Luftfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | L CP - Umweltschonender Antrieb | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | L - Werkstoffe und Herstellverfahren | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Requena, Guillermo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 09 Sep 2026 12:55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 09 Sep 2026 12:55 |
Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags