Odun kömürü olarak da bilinen biokömür, silikon üretiminde, özellikle de yarı iletkenler, güneş enerjisi ve alüminyum endüstrileri dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılan metalürjik dereceli silikon (Si) elde etme sürecinde önemli bir rol oynamaktadır. Silisyum, kuvars kumunda bulunan silisyum dioksitin (SiO2) biokömür gibi bir indirgeyici madde kullanılarak indirgenmesiyle elde edilir. Biyokömürün bu süreçte nasıl kullanıldığı aşağıda açıklanmıştır:

1. Silikon dioksitin (SiO2) indirgenmesinde indirgeyici madde

Biyokömür, diğer karbon bazlı malzemeler gibi, bir elektrik ark ocağındaki reaksiyonlarda indirgeyici madde olarak kullanılır. Bu işlem sırasında silikon dioksit elementel silikona indirgenir. Biyokömür, biyokömürdeki karbonun yüksek sıcaklıklarda silikon dioksit ile etkileşime girerek silikon ve karbon monoksit (CO) üretmesini sağlayarak bu kimyasal reaksiyona yardımcı olur:

SiO2 + C → Si + CO

Biyokömürdeki karbon, yüksek sıcaklık nedeniyle, silikonun saf formuna indirgenmesine yardımcı olan temel bir reaktant haline gelir.

2. Düşük safsızlık içeriği

Biyokömürün en önemli avantajlarından biri, kömür veya kok gibi geleneksel karbon bazlı indirgeyicilere kıyasla düşük safsızlık içeriğidir. Biyokömürün saflığı, yarı iletkenler veya güneş pilleri için yüksek saflıkta silikon üretirken özellikle önemli olan nihai silikon ürününün kontaminasyonunu en aza indirmeye yardımcı olur. Biyokömürdeki düşük sülfür, nitrojen ve fosfor seviyeleri yüksek kaliteli silikon üretimine katkıda bulunur.

3. Çevresel faydalar

Biyokömürün indirgeyici bir madde olarak kullanılmasının çevresel faydaları da vardır. Biyokömür yenilenebilir biyokütle kaynaklarından üretildiğinden, kullanımı kok kömürü ve kömür gibi yenilenemeyen fosil kaynaklara olan bağımlılığı azaltır. Ayrıca, biyokömür üretim süreci karbon emisyonlarının azaltılmasına yardımcı olarak metalürji endüstrisi için daha sürdürülebilir bir seçenek haline getirebilir.

4. Artan enerji verimliliği

Biyokömürün iyi gözenekliliğe ve yüksek yüzey aktivitesine sahip olması, onu yüksek sıcaklık proseslerinde etkili bir indirgeme maddesi haline getirir. Bu, ark ocağında daha iyi ısı transferine ve daha hızlı indirgeme reaksiyonlarına katkıda bulunarak sürecin genel enerji verimliliğini artırabilir.

 

5. Geliştirilmiş ürün yapısı

Biyokömür kullanımı, elektronik ve güneş panelleri gibi yüksek teknoloji uygulamalarında kullanılan silikon için çok önemli olan daha düzgün bir yapıya ve daha az kusura sahip silikon üretilmesine yardımcı olur.

 

Bu nedenle biyokömür, kimyasal özellikleri, saflığı ve çevresel avantajları nedeniyle silikon üretiminde değerli bir bileşendir. Çevresel etkiyi azaltırken yüksek kaliteli silikon üretilmesine yardımcı olur ve modern metalürjik süreçler için cazip bir seçenek haline getirir.