Aluminium sebagai bahan api, ketumpatan tenaga 8 kali ganda daripada hidrogen

Found Energy, sebuah syarikat permulaan yang diasaskan pada 2022 oleh bekas saintis NASA Peter Godart, sedang mengkomersialkan penyelesaian untuk menjadikan aluminium sebagai sumber haba dan hidrogen bebas karbon. Menurut data yang diterbitkan, aluminium boleh membebaskan 15.8 megajoule haba sekilogram dan mencipta hidrogen dengan ketumpatan tenaga 36.3 megajoule seliter, hampir lapan kali ganda hidrogen cecair, iaitu 7.2 megajoule seliter mengikut isipadu. Syarikat itu telah mengumpulkan pusingan benih $12 juta dan merancang untuk memasang sistem pertamanya di kemudahan pembuatan alat di Tenggara awal tahun depan, menggunakan sekerap aluminium di tapak sebagai input.

Perkembangan dan status pengkomersilan

Makmal Found Energy berkata pada akhir Oktober ia sedang bersedia untuk memasang pelanggan industri pertamanya untuk haba dan hidrogen. Tiada data harga atau diskaun komersial untuk penyelesaian itu tersedia lagi; tumpuan kini adalah pada menguji, menunjukkan dan menggunakan sistem pertama dalam bidang awal tahun depan.

Platform Teknologi dan Data Utama

Haba dibebaskan apabila aluminium teroksida: 15.8 MJ/kg.
Hidrogen yang dihasilkan mempunyai ketumpatan tenaga sehingga 36.3 MJ/liter; sebagai perbandingan, hidrogen cecair mencapai 7.2 MJ/liter.
Tindak balas aluminium-air menghasilkan aluminium oksida dan membebaskan haba dan hidrogen; hidrogen dijana di tapak, mengelakkan risiko penyimpanan gas atau cecair.
Halangan tradisional ialah lapisan aluminium oksida permukaan yang menghalang tindak balas dalam; Found Energy menggunakan pemangkin logam cecair yang menembusi mikrostruktur, mengelupas lapisan oksida supaya tindak balas berterusan seperti "dandang".

Peter Godart, pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif Found Energy, di makmal syarikat. Foto: MIT

Perbandingan sejarah dan pendapat pakar

Idea menggunakan aluminium sebagai bahan api telah diterokai selama beberapa dekad. Geoff Scamans (Brunel University London) mengkaji aluminium sebagai bahan api untuk kenderaan pada tahun 1980-an tetapi gagal kerana tindak balas aluminium-air tidak cukup cekap. Peter Godart mengakui bahawa halangan oksida telah menyebabkan "orang ramai mencuba dan meninggalkan idea itu berkali-kali", tetapi percaya bahawa pemangkin logam cecair yang menghakis adalah kejayaan untuk mengekalkan tindak balas.

Pelet aluminium yang dirawat pemangkin (kotak kaca di sebelah kiri) dan kepingan aluminium mentah (kanan). Foto: MIT

Analisis trend dan senario

Dalam jangka pendek, Found Energy menyasarkan untuk menyediakan haba industri dan hidrogen di tapak kepada kemudahan pembuatan, pada mulanya sebuah kilang alat di Tenggara. Dalam jangka masa sederhana, jika ia stabil dan mengembang, model itu boleh menyelesaikan dua kesesakan serentak: mengurangkan pelepasan dalam industri simen dan keluli dan memproses sejumlah besar sekerap aluminium "kotor" yang sukar dikitar semula.

Kapasiti bekalan dan permintaan bahan mentah

Penunjuk	Mass	Sumber
Sekerap aluminium yang dikumpul tidak dikitar semula setiap tahun	Lebih daripada 3,000,000 tan	Institut Aluminium Antarabangsa
Aluminium tidak dikumpul atau dibakar dengan sampah.	9,000,000 tan/tahun	Institut Aluminium Antarabangsa
Aluminium diperlukan untuk model "gelung tertutup" untuk memenuhi semua keperluan terma industri	300,000,000 tan (≈4% daripada rizab)	Mengikut anggaran syarikat

Dari segi kitaran bahan, syarikat merancang untuk mendapatkan semula aluminium hidroksida daripada reaktor dan menggunakan elektrik bersih untuk mengurangkannya kepada aluminium logam, mewujudkan input "gelung tertutup". Jika skala mengikut anggaran dalaman, jumlah aluminium yang memasuki kitaran ialah kira-kira 300,000,000 tan, bersamaan dengan kira-kira 4% daripada rizab aluminium Bumi.

Impak yang berpotensi kepada industri berkaitan

Industri berat: Sumber haba bebas karbon boleh mengurangkan pelepasan dalam industri simen dan keluli.
Pasaran kitar semula aluminium: Keupayaan untuk menggunakan aluminium "kotor" membuka saluran untuk memproses sekerap yang sukar dikitar semula, meningkatkan kecekapan kitaran hayat bahan.
Hidrogen: Pengeluaran hidrogen di tapak daripada tindak balas aluminium-air mengelakkan risiko menyimpan hidrogen gas atau cecair.

Pembolehubah untuk dipantau

Butiran komposisi pemangkin belum dikeluarkan.
Tiada data tentang kos, prestasi dan kebolehpercayaan pada skala komersial.
Penggunaan sistem pertama dan maklum balas operasi lapangan dijadualkan pada awal tahun depan.

Dalam demonstrasi makmal, Godart berkata aluminium bertindak balas untuk mendidihkan air serta-merta selepas penambahan, menyerlahkan kelajuan tenaga dibebaskan: "Ia akan mengambil masa yang lebih lama untuk mendidihkan air di atas dapur anda daripada ini."

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