ULCOWIN

Die Elektrolyse von Eisenerz ist die am wenigsten fortgeschrittene Prozessroute, die gegenwärtig im Rahmen von ULCOS untersucht wird. Dieses Verfahren könnte die Umwandlung von Eisenerz in Metall und gasförmigen Sauerstoff (O₂) durch elektrische Energie ermöglichen.

Wenn sich Stahl durch Elektrolyse erzeugen ließe, gehörten Kokereien und Reaktoren zur Eisenerzreduktion wie zum Beispiel Hochöfen der Vergangenheit an. Damit wäre auch das CO2-Problem gelöst, denn bei der elektrolytischen Eisengewinnung wird direkt kaum Kohlendioxid (CO2) freigesetzt, indirekt nur, wenn die Stromerzeugung nicht CO2-frei erfolgt.

Obwohl zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch keine industrielle Eisenerzeugung durch Elektrolyse existiert, gibt es viele gute Gründe, diese Technologie für eine industrielle Anwendung zu nutzen. Elektrolyse ist zum Beispiel eine bewährte Methode bei der industriellen Erzeugung von Metallen wie Aluminium, Zink oder Nickel Allerdings sind diese Prozesse äußerst energieintensiv.

Die vielversprechendsten Optionen für die elektrolytische Eisengewinnung bieten die wässrige ULCOWIN, auch elektrolytische Metallgewinnung genannt, und die so genannte Pyro-Elektrolyse von Eisenerz. Beide Technologien haben sich im Rahmen der Forschungen von ULCOS I bereits in kleinem Maßstab als durchführbar erwiesen.

Bei der so genannten Pyro-Elektrolyse wird das Eisenerz in einer 1.600°C heißen Oxidschmelze gelöst. Dieses Elektrolyt wurde gewählt, um eine Elektrolysetemperatur zu erzielen, die oberhalb des Schmelzpunktes von Eisenmetallen liegt. Die Anode besteht aus Material, das sich gegenüber der Oxidschmelze reaktionsträge verhält, und wird in das Elektrolytbad getaucht. Der elektrische Strom fließt zwischen der Anode und einem Becken mit flüssigem Eisen, das als Kathode an den Stromkreis angeschlossen ist. Während an der Anode gasförmiger Sauerstoff (O₂) aufsteigt, wird an der Kathode flüssiges Eisen abgeschieden.