شرکت روسال به‌ زودی تکنولوژی آندهای خنثی را روانه بازار می‌کند

امروزه آلومینیوم اولیه (آلومینیوم تهیه شده از منابع معدنی) از فرآیند Hall-Heroult برای احیای آلومینا و تولید آلومینیوم بهره می‌برد. در این فرآیند آلومینا در الکترولیتی از مذاب کرولیت (Na۳AlF۶) حل شده و با اِعمال جریان برق مستقیمی آلومینیوم احیا می‌شود. به دلیل مقاومت بالای الکترولیت، اِعمال جریان برای احیای آلومینیوم با گرمایش زیادی همراه است که علاوه بر مذاب نگه داشتن کرولیت، آلومینیوم احیا شده به صورت مذاب خارج می‌شود. عمدتا به دلیل دمای بالای فرآیند، الکترودهایی نیاز است تا بتواند علاوه بر تحمل دمای بالا، رسانایی بالایی نیز در آن دما داشته باشد. از این رو عموما از الکترودهای کربنی و گرافیتی برای این منظور استفاده می‌شود. 

گرچه استفاده از الکترودهای کربنی مزیت‌های گفته شده بالا را دارد (رسانایی بالا در دمای بالا)، ولی کربن موجود در الکترود آند با اکسیژن رها شده در حین احیای آلومینا (Al۲O۳) واکنش داده و گازهای اکسید کربن (دی‌اکسید کربن یا مونواکسید کربن) تشکیل می‌دهد. همین امر سبب می‌شود که به‌ازای هر ۲۶ تا ۳۰ روز، نیاز به جایگزینی آندهای کربنی جدید باشد. به‌طور کلی به‌ازای تولید هر تن آلومینیوم اولیه، حدود ۰.۴ تن کربن مصرف می‌شود، یا به عبارتی حدود ۱.۳ تن گاز دی‌اکسید کربن. با اِعمال قوانین زیست‌محیطی و به‌روز شدن آن‌ها، منع و کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای همچون دی‌اکسید کربن از ملزومات فعالیت صنعتی خواهد شد. از این منظر، استفاده از تکنولوژی‌های نوینی که سبب کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای شود در الویت تولیدکنندگان خواهد بود. 

در سال‌های اخیر شرکت روسال، به‌عنوان یکی از شرکت‌های پیشرو در صنعت آلومینیوم در حال طراحی و توسعه آندهایی خنثی بود که تنها امکان انجام نیم‌واکنش‌های اکسیداسیون را روی سطح الکترود فراهم می‌آورد و خود، وارد واکنش نمی‌شود. استفاده از این نوع آندها نه تنها مانع از تشکیل گاز گلخانه‌ای دی‌اکسید کربن شده، بلکه سبب تولید گاز اکسیژن نیز می‌شود. به این ترتیب به‌ازای تولید هر تن آلومینیوم حدود ۰.۹ تن اکسیژن خالص وارد اتمسفر می‌شود. به عبارتی هر سلول احیا در این فرآیند همانند یک جنگل انبوه ۷۰ هکتاری عمل خواهد کرد. 

استفاده از آندهای خنثی، علاوه بر مزیت‌های زیست‌محیطی چشم‌گیری که گفته شد در کاهش هزینه‌های تولید نیز تأثیرگذار است.

نمودار شماره ۱، توزیع ولتاژ را در دو سلول احیای آلومینیوم نشان می‌دهد. بخش سمت چپ نمودار شماره ۱، مربوط به سلولی با آند کربنی و بخش سمت راست مربوط به سلولی با آند خنثی است. با توجه به نمودار شماره ۱، میزان ولتاژ کاری دو نوع سلول تقریبا مشابه با هم است، ولی میزان افت ولتاژ الکترلیت در سلولی که از آند خنثی بهره می‌برد در قیاس با سلولی که از آند کربنی برای فرآیند اکسیداسیون استفاده می‌کند به مقداری جزئی کمتر است. این امر سبب تولید کمتر گرما در سلول‌هایی که از آندهای خنثی استفاده می‌کنند می‌شود و بالطبع برای حصول گرمای مورد نیاز برای انحلال مناسب آلومینا داخل کرولیت، چنین می‌توان استنباط کرد که مصرف انرژی در سلول‌هایی که از آند خنثی استفاده می‌کنند بیشتر خواهد بود. 

بدین ترتیب استفاده از آندهای خنثی مصرف انرژی را تا حدود ۱۶ درصد می‌تواند افزایش دهد، اما عمر طولانی آن‌ها در کنار هزینه‌های ساخت پایین‌تر این آندها نسبت به آندهای کربنی کمک شایانی در کاهش هزینه‌های کل تولید خواهد کرد. از طرفی با استفاده از این آندها صنعت آلومینیوم را که صنعتی با تولید قابل توجه گازهای گلخانه‌ای همراه است، می‌توان به صنعتی سبز و پاک تبدیل کرد.