Aluminium jako paliwo, gęstość energetyczna 8 razy większa niż wodoru

Found Energy, startup założony w 2022 roku przez byłego naukowca NASA, Petera Godarta, komercjalizuje rozwiązanie pozwalające przekształcić aluminium w bezemisyjne źródło ciepła i wodoru. Według opublikowanych danych, aluminium może uwolnić 15,8 megadżuli ciepła na kilogram i wytworzyć wodór o gęstości energetycznej 36,3 megadżuli na litr, czyli prawie osiem razy więcej niż ciekły wodór, którego gęstość wynosi 7,2 megadżuli na litr objętościowo. Firma pozyskała 12 milionów dolarów w rundzie zalążkowej i planuje zainstalować swój pierwszy system w zakładzie produkcji narzędzi na południowym wschodzie USA na początku przyszłego roku, wykorzystując lokalny złom aluminiowy jako surowiec.

Rozwój i stan komercjalizacji

Laboratorium Found Energy poinformowało pod koniec października, że przygotowuje się do uruchomienia instalacji dla swojego pierwszego klienta przemysłowego, dostarczającego ciepło i wodór. Nie ma jeszcze dostępnych danych o cenach ani zniżkach komercyjnych na to rozwiązanie; obecnie skupiamy się na testowaniu, demonstracjach i wdrożeniu pierwszego systemu w terenie na początku przyszłego roku.

Platforma technologiczna i kluczowe dane

Ciepło uwalniane podczas utleniania aluminium: 15,8 MJ/kg.
Wytworzony wodór ma gęstość energetyczną sięgającą 36,3 MJ/litr; dla porównania, skroplony wodór osiąga gęstość energetyczną 7,2 MJ/litr.
W wyniku reakcji aluminium z wodą powstaje tlenek glinu oraz uwalniane jest ciepło i wodór. Wodór jest wytwarzany na miejscu, co eliminuje ryzyko magazynowania w postaci gazu lub cieczy.
Tradycyjną przeszkodą jest warstwa tlenku glinu na powierzchni, blokująca głęboką reakcję; Found Energy wykorzystuje katalizator w postaci ciekłego metalu, który wnika w mikrostrukturę, usuwając warstwę tlenku, dzięki czemu reakcja przebiega w sposób ciągły, jak w „kotle”.

Peter Godart, założyciel i prezes Found Energy, w laboratorium firmy. Zdjęcie: MIT

Porównanie historyczne i opinia ekspertów

Pomysł wykorzystania aluminium jako paliwa był badany od dziesięcioleci. Geoff Scamans (Uniwersytet Brunel w Londynie) badał aluminium jako paliwo do pojazdów w latach 80. XX wieku, ale poniósł porażkę, ponieważ reakcja aluminium z wodą nie była wystarczająco wydajna. Peter Godart przyznaje, że bariera tlenkowa wielokrotnie skłaniała ludzi do porzucenia tego pomysłu, ale uważa, że przełomem w podtrzymaniu reakcji był żrący, ciekły katalizator metaliczny.

Granulat aluminiowy poddany obróbce katalizatorem (szklana skrzynka po lewej) i surowe płatki aluminium (po prawej). Zdjęcie: MIT

Analiza trendów i scenariuszy

W krótkiej perspektywie Found Energy zamierza dostarczać ciepło przemysłowe i wodór na miejscu do zakładów produkcyjnych, początkowo do fabryki narzędzi na południowym wschodzie kraju. W średniej perspektywie, jeśli model ten będzie stabilny i będzie się rozwijał, może on jednocześnie rozwiązać dwa wąskie gardła: redukcję emisji w przemyśle cementowym i stalowym oraz przetwarzanie dużych ilości „brudnego” złomu aluminiowego, który trudno poddać recyklingowi.

Zdolność podaży i popytu na surowce

Wskaźniki	Masa	Źródło
Złom aluminiowy zbierany każdego roku nie jest poddawany recyklingowi	Ponad 3 000 000 ton	Międzynarodowy Instytut Aluminium
Aluminium nie jest zbierane ani spalane wraz ze śmieciami.	9 000 000 ton/rok	Międzynarodowy Instytut Aluminium
Aluminium potrzebne do modelu „zamkniętej pętli” w celu spełnienia wszystkich przemysłowych potrzeb cieplnych	300 000 000 ton (≈4% rezerw)	Według szacunków firmy

Jeśli chodzi o cykl materiałowy, firma planuje odzyskiwać wodorotlenek glinu z reaktora i wykorzystywać czystą energię elektryczną do jego redukcji do metalicznego aluminium, tworząc w ten sposób „zamkniętą pętlę”. Zgodnie z szacunkami wewnętrznymi, ilość aluminium wprowadzanego do cyklu wyniosłaby około 300 000 000 ton, co odpowiada około 4% ziemskich zasobów aluminium.

Potencjalny wpływ na powiązane branże

Przemysł ciężki: Bezemisyjne źródła ciepła mogą ograniczyć emisje w przemyśle cementowym i stalowym.
Rynek recyklingu aluminium: Możliwość wykorzystania „brudnego” aluminium otwiera kanał do przetwarzania trudnego do recyklingu złomu, poprawiając efektywność cyklu życia materiału.
Wodór: Produkcja wodoru na miejscu w wyniku reakcji aluminium z wodą pozwala uniknąć ryzyka związanego z przechowywaniem wodoru w postaci gazowej lub ciekłej.

Zmienne do monitorowania

Szczegóły dotyczące składu katalizatora nie zostały ujawnione.
Brak danych na temat kosztów, wydajności i niezawodności w skali komercyjnej.
Pierwsze wdrożenie systemu i przekazanie informacji o działaniu w terenie planowane jest na początek przyszłego roku.

Godart powiedział, że podczas demonstracji laboratoryjnej aluminium zareagowało i natychmiast po dodaniu doprowadziło wodę do wrzenia, co pokazuje, jak szybko uwalniana jest energia: „Zagotowanie wody na kuchence zajęłoby więcej czasu”.

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