חוקרים גרמנים דיווחו בגיליון האחרון של כתב העת הבריטי Nature שהם פיתחו תהליך התכת סגסוגת חדש שיכול להפוך תחמוצות מתכת מוצקות לסגסוגות בצורת בלוק בשלב אחד. הטכנולוגיה אינה מצריכה התכה וערבוב של המתכת לאחר מיצויה, מה שעוזר להפחית את פליטת גזי חממה ולחסוך באנרגיה.

חוקרים במכון מקס פלנק לחומרים ברי קיימא בגרמניה השתמשו במימן במקום בפחמן כחומר מפחית כדי לחלץ את המתכת וליצור את הסגסוגת בטמפרטורות הרבה מתחת לנקודת ההיתוך של המתכת, והצליחו לייצר סגסוגות בעלות התפשטות נמוכה בניסויים. הסגסוגות בעלות התפשטות נמוכה מורכבות מ-64% ברזל ו-36% ניקל, ויכולות לשמור על נפחן בטווח טמפרטורות גדול, מה שהופך אותן לשימוש נרחב בתעשייה.

החוקרים ערבבו את תחמוצות הברזל והניקל בפרופורציה הנדרשת לסגסוגות בעלות התפשטות נמוכה, טחנו אותן בצורה אחידה בטחנת כדורים ולחצו אותן לעוגות עגולות קטנות. לאחר מכן חיממו את העוגות בכבשן ל-700 מעלות צלזיוס והכניסו מימן. הטמפרטורה לא הייתה גבוהה מספיק כדי להמיס את הברזל או הניקל, אבל הייתה גבוהה מספיק כדי להפחית את המתכת. בדיקות הראו כי המתכת המעובדת בצורת בלוק הייתה בעלת המאפיינים האופייניים של סגסוגות בעלות התפשטות נמוכה ובעלת תכונות מכניות טובות יותר בשל גודל הגרגיר הקטן שלה. מכיוון שהמוצר המוגמר היה בצורת גוש ולא אבקה או ננו-חלקיקים, היה קל ליצוק ולעיבוד.

התכת סגסוגת מסורתית כוללת שלושה שלבים: ראשית, תחמוצות המתכת בעפרה מופחתות למתכת על ידי פחמן, לאחר מכן מתכת מתכת פחמן ומתכות שונות נמסות ומתערבבות, ולבסוף, מתבצע עיבוד תרמי-מכני כדי להתאים את המבנה המיקרו של הסגסוגת כדי לתת לו תכונות ספציפיות. השלבים הללו צורכים כמויות עצומות של אנרגיה, ותהליך השימוש בפחמן להפחתת מתכות מייצר כמויות גדולות של פחמן דו חמצני. פליטת הפחמן מתעשיית המתכות מהווה כ-10% מסך כל העולם.

החוקרים אמרו כי תוצר הלוואי של שימוש במימן להפחתת מתכות הוא מים, עם אפס פליטת פחמן, וכי לתהליך הפשוט יש פוטנציאל עצום לחיסכון באנרגיה. עם זאת, הניסויים השתמשו בתחמוצות של ברזל וניקל בטוהר גבוה, וביעילות