Comparación tecnoeconómica de la electrólisis de sales fundidas y la reducción carboérea para la producción de silicio de grado metalúrgico

El silicio de grado metalúrgico (MG-Si) es un material fuente importante para muchas aplicaciones industriales, incluyendo la fabricación de aleaciones, fotovoltaicos solares y electrónica. El proceso para refinar materias primas en MG-Si es intensivo en energía, siendo el método predominante los hornos de arco sumergido, que requieren un consumo de energía de aproximadamente 11–13 kWh/kg Si. Investigaciones recientes han discutido métodos prometedores para reducir la energía necesaria en el proceso de producción de silicio, incluyendo el uso de electrólisis de sales fundidas (MSE), una técnica que ofrece ahorros potenciales en el consumo de energía sin requerir insumos de carbono para el proceso. Este artículo presenta un estudio tecnoeconómico de una potencial planta MSE a escala industrial para la producción de MG-Si, evaluando las compensaciones entre los costos de capital y los costos operativos del sistema. Los costos de capital se obtienen de plantas MG-Si recientes y de un modelo de costos existente desarrollado para procesos MSE que incluye el tamaño de la planta y la temperatura de operación entre sus insumos. Los resultados muestran que la tecnología MSE tiene el potencial de ser una opción económicamente competitiva para la producción de MG-Si si la tecnología se escala con éxito a la producción industrial y madura lo suficiente como para permitir costos de financiamiento similares a los de una planta de horno de arco sumergido de tamaño comparable.