燃料としてのアルミニウム、エネルギー密度は水素の8倍

2022年にピーター・ゴダート氏（元NASA 科学者）によって設立されたスタートアップ企業、ファウンド・エナジーは、アルミニウムを熱源とカーボンフリー水素に変換するソリューションを商業化しています。公表されたデータによると、アルミニウムは反応後、1キログラムあたり15.8メガジュールの熱を放出し、最大36.3メガジュール/リットルのエネルギー密度を持つ水素を生成します。これは、液化水素（体積比7.2メガジュール/リットル）の約8倍に相当します。同社はシード資金として1,200万ドルを調達しており、来年初めに南東部の工具製造施設に、地元産のアルミニウムスクラップを原料として最初のシステムを設置する予定です。

商業化の進展と状況

10月下旬、ファウンド・エナジーの研究所は、初の産業顧客向けに熱・水素供給設備の設置準備を進めていると発表しました。このソリューションの価格や商用割引データはまだ公開されていませんが、現在はテスト、デモンストレーション、そして来年初頭のシステム初期フィールド導入に注力しています。

主要なテクノロジーとデータプラットフォーム

アルミニウムが酸化されるときに放出される熱：15.8 MJ/kg。
生成される水素のエネルギー密度は最大 36.3 MJ/リットルです。比較すると、液化水素は 7.2 MJ/リットルに達します。
アルミニウムと水の反応により酸化アルミニウムが生成され、水素とともに熱が放出されます。水素は現場で生成されるため、ガスや液体を保管するリスクを回避できます。
従来の障害は、深部反応を阻害する酸化アルミニウムの表面層でした。Found Energy は、微細構造に浸透して酸化物層を剥離する液体金属触媒を使用し、反応が「ボイラー」のように継続的に進行するようにしました。

ファウンド・エナジーの創業者兼CEO、ピーター・ゴダート氏。同社の研究室にて。写真：MIT。

過去のデータと専門家の意見を比較する。

アルミニウムを燃料として利用するというアイデアは、数十年にわたって研究されてきました。ジェフ・スキャマンス（ロンドン、ブルネル大学）は1980年代に、自動車のガソリン代替燃料としてのアルミニウムの応用を研究しましたが、アルミニウムと水の反応が非効率であったため、成功しませんでした。ピーター・ゴダート氏は、酸化物層の障壁が「人々がこのアイデアを何度も試みては断念した」ことを認めつつも、腐食性の液体金属触媒が反応を持続させる画期的な進歩であると考えています。

触媒処理後のアルミニウム顆粒（左のガラス容器）と未処理のアルミニウム片（右）。写真：MIT

トレンドとシナリオ分析

ファウンド・エナジーは短期的には、南東部の工具工場を皮切りに、製造施設にオンサイトでの産業用熱と水素を供給することを目指しています。中期的には、安定的に操業し、事業を拡大できれば、このモデルはセメント・鉄鋼業界における排出量削減と、リサイクルが困難な大量の「汚れた」アルミニウムスクラップ処理という2つのボトルネックを同時に解決できる可能性があります。

原材料の供給と需要能力

ターゲット	質量	ソース
毎年収集されるアルミニウムスクラップはリサイクルされません。	300万トン以上	国際アルミニウム協会
アルミニウムは回収されないか、ゴミと一緒に焼却されます。	年間900万トン	国際アルミニウム協会
「閉ループ」モデルがすべての産業用加熱要件を満たすには、アルミニウムが必要です。	3億トン（埋蔵量の約4％）	同社の推計による。

物質循環に関しては、同社は反応炉から水酸化アルミニウムを回収し、クリーンな電力を用いて金属アルミニウムに還元することで「クローズドループ」の投入を実現する計画です。社内推定通りに規模を拡大した場合、この循環に投入されるアルミニウムの量は約3億トンとなり、これは地球上のアルミニウム埋蔵量の約4%に相当します。