Eisen herstellen ohne Kohle und ohne CO2 - dafür mit Salzwasser

Seit der Eisenzeit (circa 1200 v.Chr.) wird Eisenerz unter großem Energieaufwand erhitzt und geschmolzen, um reines Eisen zu erhalten. Noch ein paar Zutaten mehr und man erhält Stahl - etwas vereinfacht dargestellt.

Mittlerweile liegt die jährliche Produktion des weit verbreiteten Metalls (vierhäufigstes Element des Erdmantels) bei 2,5 Milliarden Tonnen. Und entsprechend riesig ist der CO2-Ausstoß, den Abbau, Hochöfen und Veredlung produzieren.

Ein bereits erprobter Weg liegt im Austausch von Kohle und Koks durch grünen Wasserstoff und grünes Methan, der teils schon praktisch umgesetzt wird.

Gänzlich anders gehen Forschende an der University of Oregon an die Problemstellung heran. Bei der Gewinnung von Natrium aus Salzwasser kommt ein Aufbau zum Einsatz, der einer typischen Batterie gleicht. Natrium findet sich im Übrigen weltweit in allen Meeren in Form von gelöstem Natriumchlorid oder Kochsalz.

Ersetzt man nun das Material der Kathode durch Eisenerz, bleibt der chemische Prozess nahezu unverändert. Die Kathode zersetzt sich dabei jedoch in Natriumhydroxid und reines Eisen. Der Sauerstoff wird aus dem Eisenerz herausgelöst. Zurück bleibt elementares Eisen.

Der Energieaufwand ist geringer als bei der Verhüttung von Eisen. Lediglich Strom ist nötig, der im Idealfall aus erneuerbaren Quellen kommt. Außerdem lässt sich das entstandene Natriumhydroxid ebenfalls verkaufen.

Und nicht nur das: Es bindet sogar CO2, entnimmt den Sauerstoff und lässt den Kohlenstoff in mineralischer Form etwa als Graphit zurück. Der Prozess könnte somit zu einer Kohlenstoffsenke führen.

Noch ganz am Anfang

Aktuell handelt es sich um Laborversuche. Sie im industriellen Maßstab zu etablieren, wird Zeit kosten. Zudem entsteht nicht nur Natrium, sondern natürlich auch Chlorgas, welches giftig ist und wiederum Umweltbelastungen mit sich bringt. Chlor wird aber auch in der chemischen Industrie eingesetzt.

Weiterhin müsste die Kathode aus reinem Eisenerz bestehen, welches nach dem Abbau zunächst entsprechend gereinigt werden müsste. Der Prozess wird dadurch teurer und weniger effizient.

Dennoch könnten allein mit Blick auf den Bedarf an Chlor jedes Jahr mehrere 10 Millionen Tonnen Eisen hergestellt werden - ohne CO2-Ausstoß.

Und nur weil eine Technik seit knapp 3.000 Jahren bekannt und vertraut ist, bedeutet das ja nicht, dass man nicht auch mal etwas Neues versuchen kann.