אלומיניום כדלק, עם צפיפות אנרגיה גדולה פי שמונה מזו של מימן.

חברת Found Energy (לשעבר נאס"א) של פיטר גודארט גייסה 12 מיליון דולר במימון והיא מתכוננת להתקין את המערכת בתחילת השנה הבאה. הפתרון משתמש בגרוטאות אלומיניום כדי לייצר חום של 15.8 מגה-ג'אול/ק"ג ומימן של עד 36.3 מגה-ג'אול/ליטר, במטרה להשיג אנרגיה נטולת פחמן.

Found Energy, סטארט-אפ שנוסד בשנת 2022 על ידי פיטר גודארט ( מדען לשעבר בנאס"א), ממסחר פתרון להמרת אלומיניום למקור חום ומימן נטול פחמן. על פי נתונים שפורסמו, האלומיניום, לאחר תגובה, יכול לשחרר 15.8 מגה-ג'אול של חום לקילוגרם ולייצר מימן בצפיפות אנרגיה של עד 36.3 מגה-ג'אול/ליטר, כמעט פי שמונה מזו של מימן נוזלי (7.2 מגה-ג'אול/ליטר לפי נפח). החברה גייסה 12 מיליון דולר במימון ראשוני ומתכננת להתקין את המערכת הראשונה שלה במפעל לייצור כלים בדרום מזרח ארה"ב בתחילת השנה הבאה, תוך שימוש בגרוטאות אלומיניום מקומיות כתשומה.

התפתחויות ומצב המסחור

בסוף אוקטובר, הודיעה המעבדה של Found Energy כי היא מתכוננת להתקין ציוד לאספקת חום ומימן עבור הלקוח התעשייתי הראשון שלה. עדיין אין נתוני תמחור או הנחות מסחריות זמינים עבור הפתרון; המיקוד הנוכחי הוא על בדיקות, הדגמות ופריסה ראשונית של המערכת בשטח בתחילת השנה הבאה.

פלטפורמות טכנולוגיה ונתונים מרכזיות

• חום המשתחרר בעת חמצון אלומיניום: 15.8 MJ/kg.
• למימן המיוצר צפיפות אנרגיה של עד 36.3 מגה-ג'אול/ליטר; לשם השוואה, מימן נוזלי מגיע ל-7.2 מגה-ג'אול/ליטר.
• תגובת האלומיניום-מים מייצרת תחמוצת אלומיניום ומשחררת חום יחד עם מימן; המימן מיוצר באתר, תוך הימנעות מסיכון אחסון גז או נוזל.
• המכשול המסורתי הוא שכבת השטח של תחמוצת אלומיניום שחוסמת את התגובה העמוקה; חברת Found Energy משתמשת בזרז מתכתי נוזלי שחודר למיקרו-מבנה, מסיר את שכבת התחמוצת כך שהתגובה מתקדמת ברציפות כמו "דוד".

פיטר גודארט, מייסד ומנכ"ל Found Energy, במעבדת החברה. צילום: MIT.

השוואה בין נתונים היסטוריים לבין חוות דעת של מומחים.

הרעיון של שימוש באלומיניום כדלק נחקר במשך עשרות שנים. ג'ף סקאמנס (אוניברסיטת ברונל, לונדון) חקר את השימוש באלומיניום כתחליף דלק לרכבים בשנות ה-80, אך הדבר לא צלח עקב תגובת אלומיניום-מים לא יעילה. פיטר גודארט מודה כי מחסום שכבת התחמוצת גרם ל"אנשים לנסות ולנטוש את הרעיון הזה פעמים רבות", אך מאמין כי זרז מתכת נוזלית קורוזיבית הוא פריצת דרך בשמירה על התגובה.

גרגירי אלומיניום לאחר טיפול קטליטי (מיכל זכוכית משמאל) וחתיכות אלומיניום גולמיות (מימין). צילום: MIT

ניתוח מגמות ותרחישים

בטווח הקצר, Found Energy שואפת לספק חום תעשייתי ומימן באתר למתקני ייצור, החל ממפעל כלים בדרום מזרח ארה"ב. בטווח הבינוני, אם המודל יפעל ביציבות ויתרחב, הוא יוכל לטפל בו זמנית בשני צווארי בקבוק: הפחתת פליטות בתעשיות המלט והפלדה ועיבוד כמויות גדולות של גרוטאות אלומיניום "מלוכלכות" שקשה למחזור.

קיבולת היצע וביקוש של חומרי גלם

יַעַד	מִסָה	מָקוֹר
גרוטאות אלומיניום שנאספות מדי שנה אינן ממוחזרות.	מעל 3,000,000 טון	מכון האלומיניום הבינלאומי
אלומיניום או שלא נאסף או שנשרף עם האשפה.	9,000,000 טון/שנה	מכון האלומיניום הבינלאומי
אלומיניום נחוץ עבור מודל "הלולאה הסגורה" כדי לעמוד בכל דרישות החימום התעשייתיות.	300,000,000 טון (כ-4% מהעתודות)	לפי הערכות החברה.

בנוגע למחזור החומרים, החברה מתכננת להפיק אלומיניום הידרוקסיד מהכור ולהשתמש בחשמל נקי כדי להמיר אותו לאלומיניום מתכתי, ובכך ליצור קלט "בלוג סגור". אם יגדל כפי שהוערך באופן פנימי, כמות האלומיניום המעורבת במחזור תהיה כ-300,000,000 טון, שווה ערך לכ-4% מעתודות האלומיניום של כדור הארץ.

השפעה פוטנציאלית על תעשיות קשורות

• תעשייה כבדה: מקורות חום נטולי פחמן יכולים להפחית פליטות בתעשיות המלט והפלדה.
• שוק מיחזור האלומיניום: הפוטנציאל לצריכת אלומיניום "מלוכלך" פותח ערוץ לעיבוד גרוטאות שקשה למחזור, ומשפר את יעילות מחזור החיים של החומר.
• מימן: ייצור מימן באתר מתגובת אלומיניום-מים מונע את הסיכונים הכרוכים באחסון מימן גזי או נוזלי.

משתנים לניטור

• פרטים בנוגע להרכב הזרז טרם פורסמו.
• אין נתונים זמינים על עלות, ביצועים ואמינות בקנה מידה מסחרי.
• פריסת המערכת הראשונה והמשוב התפעולי באתר יהיו זמינים בתחילת השנה הבאה.

בהדגמה במעבדה, אמר גודארט שהאלומיניום הגיב באופן מיידי והביא מים לרתיחה עם הוספתם, מה שהדגיש את מהירות שחרור האנרגיה: "הזמן שלוקח להרתיח מים על הכיריים יהיה איטי בהרבה מזה."

מקור: https://baolamdong.vn/nhom-thanh-nhien-lieu-mat-do-nang-luong-gap-8-lan-hydrogen-397616.html