Rio Tinto e Alcoa annunciano il primo carbonio al mondo

Rio Tinto e Alcoa Corporation hanno annunciato un processo rivoluzionario per produrre alluminio che produce solo ossigeno come sottoprodotto, eliminando tutte le emissioni dirette di gas serra dal tradizionale processo di fusione. Solo in Canada, l’uso della tecnologia potrebbe eliminare l’equivalente di 6,5 milioni di tonnellate di emissioni di gas serra, se implementata completamente nelle fonderie di alluminio esistenti nel paese. Ciò rappresenta una cifra equivalente all’incirca alla rimozione dalla strada di quasi 1,8 milioni di veicoli leggeri.

Il processo Hall-Héroult convenzionale (inventato nel 1886) per la fusione dell'alluminio prevede la dissoluzione dell'allumina (Al2O3) nella criolite fusa e l'elettrolisi del bagno di sale fuso, tipicamente in una cella appositamente costruita con elettrodi di carbonio. La miscela viene elettrolizzata facendo passare attraverso di essa una corrente continua a bassa tensione a 100–300 kA, provocando il deposito di alluminio metallico liquido sul catodo. L'ossigeno dell'allumina si combina con il carbonio dell'anodo per produrre principalmente anidride carbonica.

Le celle funzionano 24 ore su 24; la temperatura nelle celle viene mantenuta tramite resistenza elettrica. L'ossidazione dell'anodo di carbonio aumenta l'efficienza elettrica al costo di consumare gli elettrodi di carbonio e produrre anidride carbonica.

Il nuovo processo Rio Tinto/Alcoa elimina il carbonio, utilizzando invece materiali proprietari; l'unico sottoprodotto è l'ossigeno.

Il Québec ospita otto fonderie con una capacità produttiva combinata di 2,9 milioni di tonnellate di alluminio primario. Ciò rappresenta il 90% della produzione del Canada, che è al quarto posto nel mondo dietro a Cina, Russia e Medio Oriente.

Apple ha contribuito a facilitare la collaborazione tra Alcoa e Rio Tinto sul processo di fusione senza emissioni di carbonio e ha accettato di fornire supporto tecnico ai partner della joint venture.

Per promuovere lo sviluppo e la commercializzazione su larga scala del nuovo processo, Alcoa e Rio Tinto stanno formando Elysis, una società di joint venture per sviluppare ulteriormente il nuovo processo con un pacchetto tecnologico la cui vendita è prevista a partire dal 2024. Il nome si riferisce al processo al centro della fusione dell'alluminio, dell'elettrolisi dell'allumina; la nuova tecnologia è anche chiamata processo Elysis.

Elysis, che avrà sede a Montreal e un centro di ricerca nella regione Saguenay-Lac-Saint-Jean del Québec, svilupperà e concederà in licenza la tecnologia in modo che possa essere utilizzata per aggiornare le fonderie esistenti o costruire nuove strutture. Alcoa, Rio Tinto, il governo del Canada, il governo del Québec e Apple concordano di fornire un investimento combinato di 188 milioni di dollari (CAD).

Il Canada e il Québec stanno investendo ciascuno 60 milioni di dollari (CAD) in Elysis. Il governo provinciale del Québec deterrà una partecipazione del 3,5% nella joint venture, mentre la restante proprietà sarà divisa equamente tra Alcoa e Rio Tinto.

Apple prevede un investimento di 13 milioni di dollari (CAD). L'azienda ha contribuito a facilitare la collaborazione tra Alcoa e Rio Tinto sul processo di fusione senza emissioni di carbonio e Apple ha accettato di fornire supporto tecnico ai partner della joint venture.

Rio Tinto e Alcoa investiranno 55 milioni di dollari (CAD) in contanti nei prossimi tre anni e contribuiranno con proprietà intellettuali e brevetti specifici.

Una volta completamente sviluppato e implementato, il nuovo processo eliminerà le emissioni dirette di gas serra derivanti dal processo di fusione e rafforzerà l’industria manifatturiera e dell’alluminio strettamente integrata tra Canada e Stati Uniti. La nuova joint venture venderà anche materiali proprietari per anodi e catodi, che dureranno più di 30 volte di più rispetto ai componenti tradizionali, hanno affermato i partner.

La tecnologia rappresenta il culmine di decenni di ricerca e sviluppo. Elysis avrà accesso a una serie di brevetti e proprietà intellettuale. La tecnologia protetta da brevetto, sviluppata da Alcoa, sta attualmente producendo metallo presso l’Alcoa Technical Center, vicino a Pittsburgh negli Stati Uniti, dove il processo opera su diverse scale dal 2009.