MINT-Campus Alte Schmelz e.V.

Aussteller Woche der Umwelt 2024

Gr├╝ner Stahl im Labor

Im Sch├╝lerforschungs- und -technikzentrum Alte Schmelz, auf dem denkmalgesch├╝tzen Areal eines historischen Eisenwerks, wird der zuk├╝nftige industrielle Prozess ÔÇ×Gr├╝ner StahlÔÇť erprobt. Ausgangsmaterial sind alternativ Brauneisenstein (Limonit, FeOOH), Lebacher Eier (Siderit, FeCO3) und Eisenerz (H├Ąmatit, Fe2O3). Die beiden erstgenannten Erze wurde fr├╝her am Standort verh├╝ttet.
Der Laborprozess umfasst sechs Arbeitsschritte:
1) Mit einem PEM-Wasserelektrolyseur, Einzeller, erzeugen wir aus Wasser und regenerativ erzeugtem Strom Gr├╝nen Wasserstoff.
2) Eine Eisenreduktionsapparatur, beheizbares Quarzrohr, beschicken wir mit bis zu 10g Eisenerz, beaufschlagen mit Wasserstoff und/oder Methan und erhitzen f├╝r eine bestimmte Zeit z.B. auf 500 ┬░C. Die Reaktion Fe2O3+3H2 Ôçî 2Fe+3H2O ist endergonisch. Deshalb setzen wir Molekularsieb ein, um durch Absorption des Reaktionswassers das Gleichgewicht auf die rechte Seite zu verschieben. Die Morphologie des resultierenden Eisenschwamms ist im Stereomikroskop eindrucksvoll zu erkennen.
3) Mit einer hydraulischen Presse kompaktieren wir den Eisenschwamm zu einer Tablette.
4) In einem Labor-Lichtbogenofen erschmelzen wir die Tablette.
5) Mittels Schleif- und Polierscheiben fertigen wir von den Schmelzlingen Metallschliffe an.
6) Im Auflicht-Mikroskop untersuchen wird unsere Proben auf Kohlenstoff-Ausscheidungen (Metallografie).
Mit dieser Apparatur demonstrieren wir f├╝r Sch├╝lerInnen, Azubis und die interessierte ├ľffentlichkeit die Zukunft der Stahlindustrie: Gr├╝ner Stahl. Dar├╝ber hinaus erproben wir in kleinem Laborma├čstab Parameter (Temperatur und Kinetik der Reduktionsreaktion bei unterschiedlicher Feuchte des Wasserstoff-Gases, Bedingungen der Aufkohlung mittels Methanbeaufschlagung w├Ąhrend der Abk├╝hlung, etc.), die f├╝r unsere Kooperationspartner bei Saarstahl/Dillinger H├╝ttenwerke von Interesse sind.
ÔÇ×Gr├╝ner Stahl aus Lebacher EiernÔÇť ist Landessieger-Projekt bei Jugend forscht Saarland 2023.

├ťbersicht

Firma

MINT-Campus Alte Schmelz e.V.
Saarbr├╝cker Str. 38e
66386 St. Ingbert

Mitausstellende

Saarstahl AG
Dillinger H├╝ttenwerke AG

Kooperationspartner

Saarstahl Aktiengesellschaft
Bismarckstra├če 57-59
66333 V├Âlklingen

AG der Dillinger H├╝ttenwerke
Werkstra├če 1
66763 Dillingen/Saar

Helena Dell, 1. Preis Jugend forscht Landeswettbewerb Saarland 2023

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