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

Found Energy, sebuah syarikat permulaan yang diasaskan pada 2022 oleh Peter Godart (bekas saintis NASA ), sedang mengkomersialkan penyelesaian untuk menukar aluminium kepada sumber haba dan hidrogen bebas karbon. Menurut data yang diterbitkan, aluminium, selepas tindak balas, boleh membebaskan 15.8 MJ haba sekilogram dan menghasilkan hidrogen dengan ketumpatan tenaga sehingga 36.3 MJ/liter, hampir lapan kali ganda daripada hidrogen cecair (7.2 MJ/liter mengikut isipadu). Syarikat itu telah mengumpul $12 juta dalam pembiayaan benih dan merancang untuk memasang sistem pertamanya di kemudahan pembuatan alat di Tenggara awal tahun depan, menggunakan sekerap aluminium sumber tempatan sebagai input.

Perkembangan dan status pengkomersilan

Pada akhir Oktober, makmal Found Energy mengumumkan bahawa ia sedang bersedia untuk memasang peralatan bekalan haba dan hidrogen untuk pelanggan industri pertamanya. Tiada data harga atau diskaun komersial untuk penyelesaian itu tersedia lagi; tumpuan semasa adalah pada ujian, demonstrasi dan penggunaan medan awal sistem pada awal tahun depan.

Teknologi utama dan platform data

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 bersama hidrogen; hidrogen dihasilkan di tapak, mengelakkan risiko menyimpan gas atau cecair.
Halangan tradisional ialah lapisan permukaan aluminium oksida yang menghalang tindak balas dalam; Found Energy menggunakan pemangkin logam cecair yang menembusi struktur mikro, menanggalkan lapisan oksida supaya tindak balas diteruskan secara berterusan seperti "dandang".

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

Membandingkan data sejarah dan pendapat pakar.

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

Butiran aluminium selepas rawatan pemangkin (bekas kaca di sebelah kiri) dan kepingan aluminium mentah (di sebelah kanan). Foto: MIT

Analisis trend dan senario

Dalam jangka pendek, Found Energy menyasarkan untuk menyediakan haba industri dan hidrogen di tapak kepada kemudahan pembuatan, bermula dengan kilang alat di Tenggara. Dalam jangka masa sederhana, jika beroperasi secara stabil dan berkembang, model itu boleh menangani dua kesesakan pada masa yang sama: mengurangkan pelepasan dalam industri simen dan keluli dan memproses sejumlah besar sisa aluminium "kotor" yang sukar dikitar semula.

Kapasiti bekalan dan permintaan bahan mentah

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

Mengenai kitaran bahan, syarikat merancang untuk mendapatkan semula aluminium hidroksida daripada reaktor dan menggunakan elektrik bersih untuk mengurangkannya kepada aluminium metalik, mewujudkan input "gelung tertutup". Jika ditingkatkan seperti yang dianggarkan secara dalaman, jumlah aluminium yang terlibat dalam kitaran akan menjadi 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: Potensi 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 yang berkaitan dengan penyimpanan hidrogen gas atau cecair.

Pembolehubah untuk dipantau

Butiran mengenai komposisi pemangkin masih belum dikeluarkan.
Tiada data tersedia tentang kos, prestasi dan kebolehpercayaan pada skala komersial.
Penggunaan sistem pertama dan maklum balas operasi di tapak akan tersedia pada awal tahun depan.

Dalam demonstrasi makmal, Godart berkata bahawa aluminium bertindak balas untuk menjadikan air mendidih serta-merta apabila ditambah, menyerlahkan kelajuan pembebasan tenaga: "Masa yang diperlukan untuk mendidih air di atas dapur anda akan menjadi lebih perlahan daripada ini."

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