Alumínium üzemanyagként, energiasűrűsége nyolcszorosa a hidrogénének

A Found Energy, egy 2022-ben Peter Godart (volt NASA- tudós ) által alapított startup, egy olyan megoldást forgalmaz, amely az alumíniumot hő- és szénmentes hidrogénforrássá alakítja. A közzétett adatok szerint az alumínium reakció után kilogrammonként 15,8 MJ hőt képes felszabadítani, és akár 36,3 MJ/liter energiasűrűségű hidrogént is képes előállítani, ami közel nyolcszorosa a cseppfolyósított hidrogénének (7,2 MJ/liter térfogatszázalék). A vállalat 12 millió dolláros indulótőkét gyűjtött össze, és azt tervezi, hogy első rendszerét a jövő év elején telepíti egy délkeleti szerszámgyártó üzemben, helyben beszerzett alumíniumhulladékot használva alapanyagként.

A kereskedelmi forgalomba hozatal fejleményei és állapota

Október végén a Found Energy laboratóriuma bejelentette, hogy hő- és hidrogénellátó berendezések telepítésére készül első ipari ügyfele számára. A megoldásról egyelőre nem állnak rendelkezésre ár- vagy kereskedelmi kedvezményadatok; a jelenlegi hangsúly a tesztelésen, a demonstrációkon és a rendszer jövő év eleji kezdeti terepi telepítésén van.

Kulcsfontosságú technológiai és adatplatformok

Az alumínium oxidációja során felszabaduló hő: 15,8 MJ/kg.
Az előállított hidrogén energiasűrűsége eléri a 36,3 MJ/litert; összehasonlításképpen, a cseppfolyósított hidrogéné eléri a 7,2 MJ/litert.
Az alumínium-víz reakció alumínium-oxidot termel, és hidrogénnel együtt hőt szabadít fel; a hidrogént a helyszínen állítják elő, elkerülve a gáz vagy folyadék tárolásának kockázatát.
A hagyományos akadály az alumínium-oxid felületi rétege, amely blokkolja a mélyreható reakciót; a Found Energy egy folyékony fémkatalizátort használ, amely behatol a mikroszerkezetbe, eltávolítja az oxidréteget, így a reakció folyamatosan zajlik, mint egy "kazán".

Peter Godart, a Found Energy alapítója és vezérigazgatója a cég laboratóriumában. Fotó: MIT.

A történelmi adatok és a szakértői vélemények összehasonlítása.

Az alumínium üzemanyagként való felhasználásának ötletét évtizedek óta kutatják. Geoff Scamans (Brunel Egyetem, London) az 1980-as években kutatta az alumínium gépjárművek üzemanyag-helyettesítőjeként való alkalmazását, de a nem hatékony alumínium-víz reakció miatt sikertelenül próbálkozott. Peter Godart elismeri, hogy az oxidréteg miatt „az emberek sokszor megpróbálták elvetni ezt az ötletet”, de úgy véli, hogy egy korrozív folyékony fémkatalizátor áttörést jelent a reakció fenntartásában.

Alumínium granulátumok katalitikus kezelés után (üvegtartály bal oldalon) és nyers alumínium darabok (jobb oldalon). Fotó: MIT

Trend- és forgatókönyv-elemzés

Rövid távon a Found Energy célja, hogy helyszíni ipari hőt és hidrogént biztosítson a gyártóüzemek számára, kezdve egy délkeleti szerszámgyárral. Középtávon, ha stabilan működik és bővül, a modell egyszerre két szűk keresztmetszetet kezelhet: a cement- és acélipar kibocsátásának csökkentését, valamint a nehezen újrahasznosítható „piszkos” alumíniumhulladék nagy mennyiségű feldolgozását.

Nyersanyag-kínálati és -keresleti kapacitás

Cél	Tömeg	Forrás
Az évente összegyűjtött alumíniumhulladékot nem hasznosítják újra.	Több mint 3 000 000 tonna	Nemzetközi Alumínium Intézet
Az alumíniumot vagy nem gyűjtik össze, vagy a szeméttel együtt elégetik.	9 000 000 tonna/év	Nemzetközi Alumínium Intézet
Az alumíniumra a "zárt hurkú" modellhez szükség van, hogy kielégítse az összes ipari fűtési igényt.	300 000 000 tonna (a tartalékok ≈4%-a)	A cég becslései szerint.

Az anyagciklussal kapcsolatban a vállalat azt tervezi, hogy visszanyeri az alumínium-hidroxidot a reaktorból, és tiszta villamos energia felhasználásával fémalumíniummá redukálja, így egy „zárt hurkú” bemenetet hozva létre. Ha a belső becslések szerint növelnék a ciklusban részt vevő alumínium mennyisége körülbelül 300 000 000 tonna lenne, ami a Föld alumíniumkészletének körülbelül 4%-ával egyenértékű.

A kapcsolódó iparágakra gyakorolt potenciális hatás

Nehézipar: A szén-dioxid-mentes hőforrások csökkenthetik a cement- és acélipar kibocsátását.
Alumínium újrahasznosítási piac: A „piszkos” alumínium felhasználásának lehetősége megnyitja az utat a nehezen újrahasznosítható hulladék feldolgozása előtt, javítva az anyag életciklus-hatékonyságát.
Hidrogén: Az alumínium-víz reakcióval történő helyszíni hidrogéntermelés elkerüli a gáznemű vagy folyékony hidrogén tárolásával járó kockázatokat.

Figyelendő változók

A katalizátor összetételével kapcsolatos részletek még nem kerültek nyilvánosságra.
Kereskedelmi méretű költségekről, teljesítményről és megbízhatóságról nincsenek adatok.
Az első rendszertelepítés és a helyszíni működési visszajelzés a jövő év elején lesz elérhető.

Egy laboratóriumi bemutatón Godart elmondta, hogy az alumínium adagolás után azonnal felforralja a vizet, kiemelve az energiafelszabadulás sebességét: „A tűzhelyen a víz felforralásához szükséges idő sokkal lassabb lesz, mint ez.”

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