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।

पीटर गोडार्ट (नासा के पूर्व वैज्ञानिक ) द्वारा 2022 में स्थापित स्टार्टअप फाउंड एनर्जी, एल्युमीनियम को ऊष्मा और कार्बन-मुक्त हाइड्रोजन के स्रोत में परिवर्तित करने के समाधान का व्यावसायीकरण कर रही है। प्रकाशित आंकड़ों के अनुसार, अभिक्रिया के बाद एल्युमीनियम प्रति किलोग्राम 15.8 मेगा जूल ऊष्मा उत्सर्जित कर सकता है और 36.3 मेगा जूल/लीटर तक ऊर्जा घनत्व वाला हाइड्रोजन उत्पन्न कर सकता है, जो द्रवीकृत हाइड्रोजन (आयतन के अनुसार 7.2 मेगा जूल/लीटर) से लगभग आठ गुना अधिक है। कंपनी ने सीड फंडिंग में 12 मिलियन डॉलर जुटाए हैं और अगले वर्ष की शुरुआत में दक्षिण-पूर्व में एक उपकरण निर्माण संयंत्र में अपना पहला सिस्टम स्थापित करने की योजना बना रही है, जिसमें स्थानीय स्तर पर प्राप्त एल्युमीनियम स्क्रैप का उपयोग इनपुट के रूप में किया जाएगा।

व्यवसायीकरण के विकास और स्थिति

अक्टूबर के अंत में, फाउंड एनर्जी की प्रयोगशाला ने घोषणा की कि वह अपने पहले औद्योगिक ग्राहक के लिए ताप और हाइड्रोजन आपूर्ति उपकरण स्थापित करने की तैयारी कर रही है। इस समाधान के लिए अभी तक कोई मूल्य निर्धारण या वाणिज्यिक छूट संबंधी जानकारी उपलब्ध नहीं है; वर्तमान में ध्यान परीक्षण, प्रदर्शन और अगले वर्ष की शुरुआत में सिस्टम की प्रारंभिक फील्ड तैनाती पर केंद्रित है।

प्रमुख प्रौद्योगिकी और डेटा प्लेटफ़ॉर्म

• एल्युमिनियम के ऑक्सीकरण से निकलने वाली ऊष्मा: 15.8 एमजे/किग्रा.
• उत्पादित हाइड्रोजन की ऊर्जा घनत्व 36.3 MJ/लीटर तक होती है; तुलना के लिए, द्रवीकृत हाइड्रोजन की ऊर्जा घनत्व 7.2 MJ/लीटर तक पहुँचती है।
• एल्युमीनियम-जल अभिक्रिया से एल्युमीनियम ऑक्साइड बनता है और ऊष्मा के साथ-साथ हाइड्रोजन भी निकलती है; हाइड्रोजन का उत्पादन स्थल पर ही होता है, जिससे गैस या तरल पदार्थ के भंडारण का जोखिम टल जाता है।
• परंपरागत बाधा एल्यूमीनियम ऑक्साइड की सतही परत है जो गहरी प्रतिक्रिया को रोकती है; फाउंड एनर्जी एक तरल धातु उत्प्रेरक का उपयोग करती है जो सूक्ष्म संरचना में प्रवेश करता है, ऑक्साइड परत को हटा देता है जिससे प्रतिक्रिया "बॉयलर" की तरह लगातार चलती रहती है।

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

ऐतिहासिक आंकड़ों और विशेषज्ञों की राय की तुलना करना।

ईंधन के रूप में एल्युमीनियम के उपयोग पर दशकों से शोध किया जा रहा है। जेफ स्कैमन्स (ब्रूनल विश्वविद्यालय, लंदन) ने 1980 के दशक में वाहनों के लिए गैसोलीन के विकल्प के रूप में एल्युमीनियम के उपयोग पर शोध किया था, लेकिन एल्युमीनियम-जल अभिक्रिया की अक्षमता के कारण यह असफल रहा। पीटर गोडार्ट स्वीकार करते हैं कि ऑक्साइड परत की बाधा के कारण "लोगों ने इस विचार को कई बार छोड़ने का प्रयास किया", लेकिन उनका मानना ​​है कि संक्षारक तरल धातु उत्प्रेरक अभिक्रिया को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण सफलता है।

उत्प्रेरक उपचार के बाद एल्युमीनियम के दाने (बाईं ओर कांच का पात्र) और कच्चे एल्युमीनियम के टुकड़े (दाईं ओर)। फोटो: एमआईटी

रुझान और परिदृश्य विश्लेषण

अल्पावधि में, फाउंड एनर्जी का लक्ष्य विनिर्माण इकाइयों को साइट पर ही औद्योगिक ताप और हाइड्रोजन उपलब्ध कराना है, जिसकी शुरुआत दक्षिण-पूर्व में स्थित एक टूल फैक्ट्री से होगी। मध्यम अवधि में, यदि यह मॉडल स्थिर रूप से संचालित होता है और विस्तार करता है, तो यह एक साथ दो चुनौतियों का समाधान कर सकता है: सीमेंट और इस्पात उद्योगों में उत्सर्जन को कम करना और पुनर्चक्रण में मुश्किल "गंदे" एल्युमीनियम स्क्रैप की बड़ी मात्रा का प्रसंस्करण करना।

कच्चे माल की आपूर्ति और मांग क्षमता

लक्ष्य	द्रव्यमान	स्रोत
हर साल एकत्र किए गए एल्युमीनियम स्क्रैप का पुनर्चक्रण नहीं किया जाता है।	3,000,000 टन से अधिक	अंतर्राष्ट्रीय एल्युमिनियम संस्थान
एल्युमिनियम या तो एकत्र नहीं किया जाता है या कचरे के साथ जला दिया जाता है।	9,000,000 टन/वर्ष	अंतर्राष्ट्रीय एल्युमिनियम संस्थान
औद्योगिक ताप संबंधी सभी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए "क्लोज्ड-लूप" मॉडल के लिए एल्यूमीनियम की आवश्यकता होती है।	300,000,000 टन (भंडार का लगभग 4%)	कंपनी के अनुमानों के अनुसार।

सामग्री चक्र के संबंध में, कंपनी रिएक्टर से एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को पुनर्प्राप्त करने और स्वच्छ बिजली का उपयोग करके इसे धात्विक एल्यूमीनियम में परिवर्तित करने की योजना बना रही है, जिससे एक "क्लोज्ड-लूप" इनपुट तैयार होगा। यदि आंतरिक अनुमान के अनुसार इसका विस्तार किया जाता है, तो चक्र में शामिल एल्यूमीनियम की मात्रा लगभग 300,000,000 टन होगी, जो पृथ्वी के एल्यूमीनियम भंडार के लगभग 4% के बराबर है।

संबंधित उद्योगों पर संभावित प्रभाव

• भारी उद्योग: कार्बन-मुक्त ताप स्रोतों से सीमेंट और इस्पात उद्योगों में उत्सर्जन को कम किया जा सकता है।
• एल्युमीनियम पुनर्चक्रण बाजार: "गंदे" एल्युमीनियम के उपयोग की संभावना पुनर्चक्रण में मुश्किल स्क्रैप के प्रसंस्करण के लिए एक रास्ता खोलती है, जिससे सामग्री के जीवनचक्र की दक्षता में सुधार होता है।
• हाइड्रोजन: एल्युमीनियम-जल अभिक्रिया से स्थल पर ही हाइड्रोजन का उत्पादन करने से गैसीय या तरल हाइड्रोजन के भंडारण से जुड़े जोखिमों से बचा जा सकता है।

निगरानी के लिए चर

• उत्प्रेरक की संरचना के बारे में अभी तक कोई जानकारी जारी नहीं की गई है।
• वाणिज्यिक स्तर पर लागत, प्रदर्शन और विश्वसनीयता के संबंध में कोई डेटा उपलब्ध नहीं है।
• सिस्टम की पहली तैनाती और साइट पर परिचालन संबंधी प्रतिक्रिया अगले साल की शुरुआत में उपलब्ध होगी।

एक प्रयोगशाला प्रदर्शन में, गोडार्ट ने कहा कि एल्यूमीनियम मिलाते ही पानी में तुरंत उबाल आ गया, जिससे ऊर्जा रिलीज की गति उजागर हुई: "आपके स्टोवटॉप पर पानी उबालने में लगने वाला समय इससे कहीं अधिक धीमा होगा।"

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