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临近年底，各行各业都在评选什么年度十大新闻、十大年度技术突破等等。关于钢铁行业的十大新闻，在我之前的文章里已经有所介绍。 今天我们先跳出钢铁，整点儿更高级的——2023年12月14日，《Science》杂志官网发布了今年的年度十大科学突破。  《Science》期刊于1880年由著名发明家爱迪生投资创办，是世界顶级杂志之一，代表了人类自然科学研究的最高水平。每年有多少中国高校以能够发表Science为傲！该期刊每年都会评选出当年度的最大科学突破冠军以及另外9项突破。我们来看看今年都有什么： 1、实至名归！GLP-1药物登顶封面夺下本次冠军！ 2、地球的碳泵正在逐渐减速 3、寻找天然氢源愈演愈烈 4、AI天气预报员即将现世 5、对抗疟疾的新希望 6、对抗阿尔茨海默氏症新的曙光！希望与风险并存！ 7、美洲远古人类定居的历史真相！ 8、巨型黑洞合并产生的信号！ 9、早期职业科学家崛起！ 10、超算计算机时代的曙光！ 作为一名在钢铁行业深耕多年的基层工作者，只能仰望这些高高在上的科技成果，并向他们致敬！如果非要蹭一下热点的话，钢铁行业似乎能沾边的就是第3项——关于天然氢源了！顶尖科技咱不会，但是小编今天来给大家科普一下氢气在钢铁行业的应用前景。 所谓科普，读者只需具备初中化学知识，即可往下继续阅读： 1、钢铁是怎样炼成的 在自然环境中，铁是以氧化物的形式存在于自然界中的。在工业上，我们把能提炼铁这种金属的矿物叫铁矿石。主要的铁矿石如下表所示，而Fe2O3和Fe3O4是最常见的两种铁的氧化物。
而炼铁的基本原理就是：在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。这个反应就叫还原反应。 以赤铁矿Fe2O3为例： 3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 2、这个化学反应有什么弊端吗？ 几百年来，这个反应是在一个叫做“高炉”的容器中发生反应的，人们也一直在通过各种技术来提升该反应的效率从而提升铁的产量。 人们似乎从来没有考虑过这个化学反应有什么问题，直到近年来，全球变暖造成的极端天气愈演愈烈，温室气体这个关键词越来越多地出现在了人们的视野中。 什么是温室气体？在大气中任何能吸收和释放红外线辐射给地球保温，并使地球变暖的气体，统称为温室气体。 而二氧化碳就是最普遍的一种温室气体，二氧化碳（CO2）原本就存在于地球大气中，是植物进行光合作用不可缺少的原料，是我们呼出气体中的主要成分。大气中因为存在有二氧化碳这样的温室气体，地球才能给动植物们提供合适的生存温度。但人类对森林的滥砍滥伐，使得“吃”二氧化碳（CO2）的植物被迫减少，二氧化碳（CO2）的消耗量自然就降低了。 而随着工业的不断发展、化石燃料的消耗，又使得大气中的二氧化碳（CO2）不断增加，比如我们上面说的炼铁反应，就产生了大量的二氧化碳！我国一年的钢产量10亿多吨，排出的二氧化碳就差不多有十几亿吨。钢铁行业成为了碳排放第二大行业（第一是电力行业），温室效应愈演愈烈。 3、怎么解决？ 如何解决，初中化学知识告诉我们，还原气体可不止一氧化碳这一种。 今天的主角闪亮登场，就是——氢气！  如把上面的化学反应式中的还原气体换成H2我们再来看看： 3H2 + Fe2O3高温2Fe +3 H2O 反应生成了H20，环境友好，无污染！是不是很兴奋！ 4、问题真的解决了吗？ 然而，科学原理和工程实现之间往往隔着一座大山，一座难以翻越的大山！火箭的原理简单吗？简单！但是造火箭容易吗？郭德纲有一句话，你要是对一个造火箭的科学家指指点点说你造火箭应该用水做燃料，但凡那科学家对你正眼看一眼，他就输了。 所以，当你知道用H2还原可以实现零碳炼铁而质疑为啥现在炼铁不这么做时，钢铁科技工作者估计正眼也不会看你一下。 还是那句话，科学原理和工程实现之间的鸿沟需要时间需要广大科技工作者和工程学家付出艰辛的努力去实现。 所以问题远没有解决！我们今天只作科普，我们不去深入探讨氢气参与还原反应的复杂热平衡和技术难点，下一期，我们选一个大家能听得懂的角度——经济性，即用氢气炼铁赚不赚钱的角度继续科普氢气在钢铁行业的应用。 关注我，带您聊聊钢铁行业的那些事儿！ |
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