Siaft ffwrnes, Sefydliad Dur a Metalau, Prifysgol Abertawe
Mae arbenigwyr dur wedi bod yn edrych yn rhithwir y tu mewn i siafft ffwrnes, fel rhan o brosiect newydd i brofi pa mor dda y byddai hydrogen yn gweithio fel adweithydd ar gyfer gwneud dur. Os bydd newid i hydrogen o danwydd ffosil yn profi i fod yn ddichonadwy, byddai'n torri allyriadau carbon o'r broses gwneud dur yn sylweddol.
Defnyddiodd y tîm efelychiadau yn y labordy i gael darlun cywir o sut mae hydrogen a deunyddiau eraill yn ymddwyn mewn amodau eithafol ffwrnes, fel cam cyntaf tuag at beilota math newydd o broses wedi'i phweru gan hydrogen.
Prosiect cydweithredol oedd hwn ar y cyd â'r Sefydliad Dur a Metalau, ym Mhrifysgol Abertawe, a'r Sefydliad Prosesu Deunyddiau, ym Middlesborough, gan weithio'n uniongyrchol gyda chwmnïoedd metalau a mwyngloddio byd-eang. Ariannwyd y prosiect gan Raglen Newid Tanwydd Diwydiannol BEIS.
Mae angen dur ar economi werdd carbon isel, er enghraifft ar gyfer cynnyrch megis tyrbinau gwynt, trenau neu geir trydanol. Gellir hefyd ailgylchu dur dro ar ôl tro, heb golli ansawdd.
Fodd bynnag, mae'r broses o weithgynhyrchu dur yn parhau i fod yn ddwys o ran carbon, er gwaethaf gwelliannau mawr yn y sector dros y blynyddoedd diwethaf. Mae 6% o allyriadau carbon byd-eang yn dod o'r broses cynhyrchu haearn yn unig. Mae un ffwrnais chwyth yn cynhyrchu 5 miliwn o dunelli o garbon bob blwyddyn.
Dyma pam mae'r tîm wedi canolbwyntio ar hydrogen fel tanwydd â'r potensial i dorri allyriadau'n enfawr yn achos ffwrneisi. Maent yn ystyried proses o'r enw lleihad yn benodol, sy'n golygu tynnu ocsigen o ddeunydd.
Ar hyn o bryd, mae haearn yn cael ei leihau yn y ffwrnes drwy ddefnyddio carbon monocsid, sy'n denu'r ocsigen o'r mwynau haearn. Y canlyniad yw bod y mwynau haearn yn troi'n haearn pur, yn barod i'w ddefnyddio i greu dur. Fodd bynnag, yr anfantais yw bod y carbon monocsid yn troi'n carbon deuocsid – CO2 – pan fydd yr atom ychwanegol o ocsigen yn cael ei ychwanegu, sy'n ychwanegu at yr allyriadau sy'n gwaethygu'r argyfwng hinsawdd.
Pe bai modd defnyddio hydrogen i leihau'r haearn, yn lle'r carbon monocsid, byddai'n lleihau'r allyriadau carbon o gynhyrchu dur yn sylweddol.
Archwiliodd y tîm sut roedd deunyddiau'n ymddwyn yn y broses lleihau hydrogen. I wneud hyn, defnyddion ni dechnoleg unigryw yn Sefydliad Dur a Metalau (SaMI) Prifysgol Abertawe. Wedi'i adnabod fel y rig lleihau, mae'n efelychu'r hyn sy'n digwydd i ddeunyddiau ar dymheredd uchel iawn mewn amgylchiadau sy'n ddwys o ran nwyon.
Dywedodd Rheolwr Cyfleusterau SaMI, Dr Mike Dowd:
“Byddai newid i hydrogen fel cyfrwng lleihau ar gyfer creu dur yn torri allyriadau carbon yn sylweddol. Profodd ein gwaith sut gallai'r dechnoleg hon weithio, cyn i ni ddechrau ar gam nesaf y prosiect.
Mae'r rig lleihau yn Abertawe yn ein galluogi ni i gymryd golwg rhithwir ar sut gallai'r broses lleihau hydrogen weithio ar raddfa ddiwydiannol. Mae'n golygu y gallwn ni gael darlun llawn o sut mae deunyddiau'n ymddwyn mewn amodau eithafol. Rydym ni hefyd yn cymharu hydrogen â ffynonellau ynni carbon trwm.
Gyda buddsoddiad, gallai'r dechnoleg ffwrnes hydrogen newydd ddisodli'r angen am ffwrneisi chwyth yn gyfan gwbl.
Mae'r offer rydym ni'n eu defnyddio a'n cysylltiadau â diwydiant yn golygu y gallai'r prosiect hwn uwchraddio'r technolegau hyn at ddefnydd masnachol yn eithaf cyflym. Mae hyn yn hollbwysig oherwydd rydym ni i gyd yn gwybod pa mor bwysig yw'r angen i leihau allyriadau carbon yn gyflym."