ईंधन के रूप में एल्युमीनियम, ऊर्जा घनत्व हाइड्रोजन से 8 गुना अधिक

पीटर गोडार्ट (पूर्व नासा) की फाउंड एनर्जी ने 12 मिलियन डॉलर की फंडिंग जुटाई है और अगले साल की शुरुआत में इस सिस्टम को स्थापित करने की तैयारी में है। यह समाधान स्क्रैप एल्युमीनियम का उपयोग करके 15.8 MJ/किलोग्राम ऊष्मा और 36.3 MJ/लीटर हाइड्रोजन उत्पन्न करता है, जिसका उद्देश्य कार्बन-मुक्त ऊर्जा प्राप्त करना है।

नासा के पूर्व वैज्ञानिक पीटर गोडार्ट द्वारा 2022 में स्थापित एक स्टार्टअप, फाउंड एनर्जी, एल्युमीनियम को ऊष्मा और हाइड्रोजन के कार्बन-मुक्त स्रोत में बदलने के लिए एक समाधान का व्यावसायीकरण कर रहा है। प्रकाशित आंकड़ों के अनुसार, एल्युमीनियम प्रति किलोग्राम 15.8 मेगाजूल ऊष्मा उत्सर्जित कर सकता है और 36.3 मेगाजूल प्रति लीटर ऊर्जा घनत्व वाला हाइड्रोजन उत्पन्न कर सकता है, जो तरल हाइड्रोजन (आयतन के हिसाब से 7.2 मेगाजूल प्रति लीटर) से लगभग आठ गुना अधिक है। कंपनी ने 12 मिलियन डॉलर का सीड राउंड जुटाया है और अगले साल की शुरुआत में दक्षिण-पूर्व में एक उपकरण निर्माण सुविधा में अपना पहला सिस्टम स्थापित करने की योजना बना रही है, जिसमें साइट पर मौजूद एल्युमीनियम स्क्रैप को इनपुट के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा।

व्यावसायीकरण का विकास और स्थिति

फाउंड एनर्जी की प्रयोगशाला ने अक्टूबर के अंत में कहा था कि वह ऊष्मा और हाइड्रोजन के लिए अपना पहला औद्योगिक ग्राहक स्थापित करने की तैयारी कर रही है। इस समाधान के लिए अभी तक कोई मूल्य निर्धारण डेटा या व्यावसायिक छूट उपलब्ध नहीं है; अब ध्यान अगले साल की शुरुआत में क्षेत्र में पहली प्रणाली के परीक्षण, प्रदर्शन और तैनाती पर है।

प्रौद्योगिकी प्लेटफ़ॉर्म और प्रमुख डेटा

• एल्युमीनियम के ऑक्सीकरण से उत्पन्न ऊष्मा: 15.8 MJ/kg.
• उत्पादित हाइड्रोजन का ऊर्जा घनत्व 36.3 MJ/लीटर तक होता है; इसकी तुलना में, द्रवीकृत हाइड्रोजन 7.2 MJ/लीटर तक पहुंच जाता है।
• एल्युमीनियम-जल अभिक्रिया से एल्युमीनियम ऑक्साइड उत्पन्न होता है तथा ऊष्मा और हाइड्रोजन मुक्त होता है; हाइड्रोजन का उत्पादन स्थल पर ही हो जाता है, जिससे गैस या द्रव भंडारण का खतरा टल जाता है।
• पारंपरिक बाधा सतह एल्यूमीनियम ऑक्साइड परत है जो गहरी प्रतिक्रिया को अवरुद्ध करती है; फाउंड एनर्जी एक तरल धातु उत्प्रेरक का उपयोग करती है जो सूक्ष्म संरचना में प्रवेश करती है, ऑक्साइड परत को छीलती है ताकि प्रतिक्रिया "बॉयलर" की तरह लगातार आगे बढ़े।

फाउंड एनर्जी के संस्थापक और सीईओ पीटर गोडार्ट, कंपनी की प्रयोगशाला में। फोटो: एमआईटी

ऐतिहासिक तुलना और विशेषज्ञ की राय

एल्युमीनियम को ईंधन के रूप में इस्तेमाल करने के विचार पर दशकों से शोध किया जा रहा है। ब्रुनेल यूनिवर्सिटी, लंदन के ज्योफ स्कैमन्स ने 1980 के दशक में वाहनों के ईंधन के रूप में एल्युमीनियम का अध्ययन किया था, लेकिन एल्युमीनियम-जल अभिक्रिया पर्याप्त कुशल न होने के कारण वे असफल रहे। पीटर गोडार्ट मानते हैं कि ऑक्साइड अवरोध के कारण "लोगों ने कई बार इस विचार को त्यागने की कोशिश की", लेकिन उनका मानना ​​है कि इस अभिक्रिया को जारी रखने के लिए एक संक्षारक द्रव धातु उत्प्रेरक ही एक बड़ी सफलता थी।

उत्प्रेरक-उपचारित एल्युमीनियम छर्रे (बाएँ तरफ़ काँच का डिब्बा) और कच्चे एल्युमीनियम के टुकड़े (दाएँ तरफ़)। फ़ोटो: एमआईटी

प्रवृत्ति और परिदृश्य विश्लेषण

अल्पावधि में, फाउंड एनर्जी का लक्ष्य दक्षिण-पूर्व में स्थित एक उपकरण कारखाने में, निर्माण संयंत्रों को औद्योगिक ऊष्मा और हाइड्रोजन उपलब्ध कराना है। मध्यम अवधि में, यदि यह स्थिर रहता है और विस्तार करता है, तो यह मॉडल एक साथ दो बाधाओं का समाधान कर सकता है: सीमेंट और इस्पात उद्योगों में उत्सर्जन कम करना और बड़ी मात्रा में "गंदे" एल्युमीनियम स्क्रैप का प्रसंस्करण, जिसे पुनर्चक्रित करना मुश्किल है।

कच्चे माल की आपूर्ति और मांग क्षमता

संकेतक	द्रव्यमान	स्रोत
एकत्रित एल्युमीनियम स्क्रैप का हर साल पुनर्चक्रण नहीं किया जाता	3,000,000 टन से अधिक	अंतर्राष्ट्रीय एल्युमीनियम संस्थान
एल्युमीनियम को कचरे के साथ एकत्र या जलाया नहीं जाता।	9,000,000 टन/वर्ष	अंतर्राष्ट्रीय एल्युमीनियम संस्थान
सभी औद्योगिक तापीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए “बंद लूप” मॉडल हेतु एल्युमीनियम की आवश्यकता है	300,000,000 टन (भंडार का ≈4%)	कंपनी के अनुमान के अनुसार

सामग्री चक्र के संदर्भ में, कंपनी रिएक्टर से एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड को पुनः प्राप्त करने और स्वच्छ विद्युत का उपयोग करके उसे धात्विक एल्युमिनियम में परिवर्तित करने की योजना बना रही है, जिससे एक "बंद लूप" इनपुट तैयार होगा। यदि आंतरिक अनुमान के अनुसार मापा जाए, तो चक्र में प्रवेश करने वाले एल्युमिनियम की मात्रा लगभग 300,000,000 टन होगी, जो पृथ्वी के एल्युमिनियम भंडार के लगभग 4% के बराबर है।

संबंधित उद्योगों पर संभावित प्रभाव

• भारी उद्योग: कार्बन-मुक्त ऊष्मा स्रोत सीमेंट और इस्पात उद्योगों में उत्सर्जन को कम कर सकते हैं।
• एल्युमीनियम पुनर्चक्रण बाजार: "गंदे" एल्युमीनियम का उपभोग करने की क्षमता, पुनर्चक्रण के लिए कठिन स्क्रैप के प्रसंस्करण के लिए एक चैनल खोलती है, जिससे सामग्री जीवन चक्र की दक्षता में सुधार होता है।
• हाइड्रोजन: एल्युमीनियम-जल अभिक्रिया से ऑन-साइट हाइड्रोजन उत्पादन से गैसीय या तरल हाइड्रोजन के भंडारण के जोखिम से बचा जा सकता है।

निगरानी हेतु चर

• उत्प्रेरक संरचना का विवरण जारी नहीं किया गया है।
• व्यावसायिक स्तर पर लागत, प्रदर्शन और विश्वसनीयता के बारे में कोई आंकड़े उपलब्ध नहीं हैं।
• प्रथम प्रणाली परिनियोजन और क्षेत्रीय परिचालन फीडबैक अगले वर्ष के प्रारम्भ में निर्धारित किया गया है।

प्रयोगशाला में प्रदर्शन के दौरान गोडार्ट ने कहा कि एल्युमीनियम डालते ही पानी में तुरंत उबाल आ जाता है, जिससे ऊर्जा मुक्त होने की गति पर प्रकाश पड़ता है: "आपके चूल्हे पर पानी को उबालने में इससे अधिक समय लगेगा।"

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