Des chercheurs allemands ont rapporté dans le dernier numéro de la revue britannique Nature qu'ils avaient développé un nouveau procédé de fusion d'alliages capable de transformer des oxydes métalliques solides en alliages en forme de blocs en une seule étape. La technologie ne nécessite pas de fondre ni de mélanger le métal après son extraction, ce qui contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à économiser l'énergie.

Des chercheurs de l'Institut Max Planck pour les matériaux durables en Allemagne ont utilisé de l'hydrogène au lieu du carbone comme agent réducteur pour extraire le métal et former l'alliage à des températures bien inférieures au point de fusion du métal, et ont réussi à produire des alliages à faible expansion lors d'expériences. Les alliages à faible expansion sont composés de 64 % de fer et de 36 % de nickel et peuvent maintenir leur volume dans une large plage de températures, ce qui les rend largement utilisés dans l'industrie.

Les chercheurs ont mélangé les oxydes de fer et de nickel dans la proportion requise pour les alliages à faible expansion, les ont broyés uniformément avec un broyeur à boulets et les ont pressés en petits gâteaux ronds. Ils ont ensuite chauffé les gâteaux dans un four à 700 degrés Celsius et introduit de l'hydrogène. La température n’était pas suffisamment élevée pour faire fondre le fer ou le nickel, mais suffisamment élevée pour réduire le métal. Les tests ont montré que le métal en forme de bloc traité présentait les caractéristiques typiques des alliages à faible expansion et possédait de meilleures propriétés mécaniques en raison de la petite taille de ses grains. Le produit fini se présentant sous la forme d’un bloc plutôt que de poudre ou de nanoparticules, il était facile à couler et à traiter.

La fusion traditionnelle des alliages implique trois étapes : premièrement, les oxydes métalliques contenus dans le minerai sont réduits en métal par le carbone, puis le métal est décarbonisé et différents métaux sont fondus et mélangés, et enfin, un traitement thermomécanique est effectué pour ajuster la microstructure de l'alliage pour lui conférer des propriétés spécifiques. Ces étapes consomment d’énormes quantités d’énergie et le processus d’utilisation du carbone pour réduire les métaux produit de grandes quantités de dioxyde de carbone. Les émissions de carbone de l'industrie métallurgique représentent environ 10 % du total mondial.

Les chercheurs ont déclaré que le sous-produit de l’utilisation de l’hydrogène pour réduire les métaux est l’eau, avec zéro émission de carbone, et que ce processus simple présente un énorme potentiel d’économies d’énergie. Cependant, les expériences ont utilisé des oxydes de fer et de nickel de haute pureté, et l'efficacité