Alumínium üzemanyagként, energiasűrűsége nyolcszorosa a hidrogénének

A Found Energy startup, amelyet 2022-ben alapított Peter Godart, a NASA korábbi tudósa , egy olyan megoldást forgalmaz, amely az alumíniumot szénmentes hő- és hidrogénforrássá alakítja. A közzétett adatok szerint az alumínium kilogrammonként 15,8 megajoule hőt képes felszabadítani, és literenként 36,3 megajoule energiasűrűségű hidrogént képes előállítani, ami közel nyolcszorosa a folyékony hidrogénének, amely térfogatra vetítve 7,2 megajoule literenként. A vállalat 12 millió dolláros tőkebevonást hajtott végre, és azt tervezi, hogy első rendszerét a jövő év elején telepíti egy délkeleti szerszámgyártó üzemben, helyszíni alumíniumhulladékot használva alapanyagként.

A kereskedelmi forgalomba hozatal fejleményei és állapota

A Found Energy laboratóriuma október végén bejelentette, hogy felkészül első ipari hő- és hidrogénszolgáltatójának telepítésére. A megoldásra vonatkozóan egyelőre nem álltak rendelkezésre áradatok vagy kereskedelmi kedvezmények; a hangsúly most a tesztelésen, demonstráción és az első rendszer jövő év eleji terepi telepítésén van.

Technológiai platform és kulcsfontosságú adatok

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, hőt és hidrogént szabadít fel; a hidrogént a helyszínen állítják elő, elkerülve a gáz vagy folyadék tárolásának kockázatát.
A hagyományos akadály a felszíni alumínium-oxid réteg, amely blokkolja a mélyreható reakciót; a Found Energy egy folyékony fémkatalizátort használ, amely behatol a mikroszerkezetbe, lehúzza az oxidréteget, így a reakció folyamatosan zajlik, mint egy „kazán”.

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

Történelmi összehasonlítás és szakértői vélemény

Az alumínium üzemanyagként való felhasználásának ötletét évtizedek óta kutatják. Geoff Scamans (Brunel University London) az 1980-as években vizsgálta az alumíniumot járművek üzemanyagaként, de kudarcot vallott, mert az alumínium-víz reakció nem volt elég hatékony. Peter Godart elismeri, hogy az oxidgát miatt „az emberek sokszor megpróbálták elvetni az ötletet”, de úgy véli, hogy egy korrozív folyékony fémkatalizátor jelentette az áttörést a reakció fenntartásában.

Katalizátorral kezelt alumíniumpelletek (üvegdoboz bal oldalon) és nyers alumíniumpelyhek (jobb oldalon). Fotó: MIT

Trend- és forgatókönyv-elemzés

Rövid távon a Found Energy célja, hogy helyszíni ipari hő- és hidrogénellátást biztosítson a gyártóüzemek számára, kezdetben egy délkeleti szerszámgyár számára. Középtávon, ha stabil és bővül, a modell egyszerre két szűk keresztmetszetet oldhat meg: a cement- és acélipar kibocsátásának csökkentését, valamint a nehezen újrahasznosítható „piszkos” alumíniumhulladék nagy mennyiségű feldolgozását.

Nyersanyag-kínálati és -keresleti kapacitás

Indikátorok	Tömeg	Forrás
Az összegyűjtött alumíniumhulladékot nem hasznosítják újra minden évben	Több mint 3 000 000 tonna	Nemzetközi Alumínium Intézet
Az alumíniumot nem gyűjtik össze és nem égetik el a szeméttel együtt.	9 000 000 tonna/év	Nemzetközi Alumínium Intézet
Alumíniumra van szükség a „zárt hurkú” modellhez, hogy kielégítse az összes ipari hőigényt	300 000 000 tonna (a tartalékok ≈4%-a)	A cég becslései szerint

Az anyagciklus tekintetében 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 skálázzák, a ciklusba belépő 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 a csatornát a nehezen újrahasznosítható hulladék feldolgozása előtt, javítva az anyag életciklusának hatékonyságát.
Hidrogén: Az alumínium-víz reakcióból származó helyszíni hidrogéntermelés elkerüli a gáznemű vagy folyékony hidrogén tárolásának kockázatait.

Figyelendő változók

A katalizátor összetételének részleteit nem hozták nyilvánosságra.
Nincsenek adatok a költségekről, a teljesítményről és a megbízhatóságról kereskedelmi méretekben.
Az első rendszertelepítés és a helyszíni működési visszajelzés a tervek szerint a jövő év elején lesz.

Egy laboratóriumi bemutatón Godart elmondta, hogy az alumínium a hozzáadás után azonnal felforralja a vizet, kiemelve az energiafelszabadulás sebességét: „A tűzhelyen tovább tartana a víz forralása, mint így.”

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