Aluminium jako paliwo, gęstość energetyczna 8 razy większa niż wodoru

Found Energy, startup założony w 2022 roku przez Petera Godarta (byłego naukowca NASA), komercjalizuje rozwiązanie umożliwiające przekształcanie aluminium w źródło ciepła i wodoru bezemisyjnego. Według opublikowanych danych, aluminium po reakcji może uwolnić 15,8 MJ ciepła na kilogram i wytworzyć wodór o gęstości energetycznej do 36,3 MJ/litr, czyli prawie ośmiokrotnie większej niż w przypadku wodoru skroplonego (7,2 MJ/litr objętościowo). Firma pozyskała 12 milionów dolarów kapitału zalążkowego i planuje zainstalować swój pierwszy system w zakładzie produkcji narzędzi na południowym wschodzie USA na początku przyszłego roku, wykorzystując lokalnie pozyskiwany złom aluminiowy jako surowiec.

Rozwój i stan komercjalizacji

Pod koniec października laboratorium Found Energy ogłosiło, że przygotowuje się do instalacji urządzeń do dostarczania ciepła i wodoru dla swojego pierwszego klienta przemysłowego. Nie są jeszcze dostępne dane dotyczące cen ani rabatów komercyjnych dla tego rozwiązania; obecnie koncentrujemy się na testach, demonstracjach i wstępnym wdrożeniu systemu w terenie na początku przyszłego roku.

Kluczowe technologie i platformy danych

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, który wraz z wodorem uwalnia ciepło. Wodór jest wytwarzany na miejscu, co pozwala uniknąć ryzyka przechowywania gazu lub cieczy.
Tradycyjną przeszkodą jest powierzchniowa warstwa tlenku glinu 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 danych historycznych i opinii ekspertów.

Pomysł wykorzystania aluminium jako paliwa był badany od dziesięcioleci. Geoff Scamans (Uniwersytet Brunel, Londyn) badał zastosowanie aluminium jako substytutu benzyny w pojazdach w latach 80. XX wieku, ale zakończył się niepowodzeniem z powodu nieefektywnej reakcji aluminium z wodą. Peter Godart przyznaje, że bariera w postaci warstwy tlenku wielokrotnie skłaniała ludzi do porzucenia tego pomysłu, ale uważa, że korozyjny katalizator z ciekłego metalu stanowi przełom w podtrzymywaniu reakcji.

Granulat aluminium po obróbce katalitycznej (pojemnik szklany po lewej) i surowe kawałki aluminium (po prawej). Zdjęcie: MIT

Analiza trendów i scenariuszy

W krótkiej perspektywie Found Energy zamierza dostarczać ciepło przemysłowe i wodór do zakładów produkcyjnych, zaczynając od fabryki narzędzi na południowym wschodzie kraju. W średniej perspektywie, przy założeniu stabilnej działalności i rozwoju, model ten mógłby jednocześnie rozwiązać dwa wąskie gardła: redukcję emisji w przemyśle cementowym i stalowym oraz przetwarzanie dużych ilości trudnego do recyklingu „brudnego” złomu aluminiowego.

Zdolność podaży i popytu na surowce

Cel	Masa	Źródło
Złom aluminiowy zbierany każdego roku nie jest poddawany recyklingowi.	Ponad 3 000 000 ton	Międzynarodowy Instytut Aluminium
Aluminium nie jest zbierane lub jest spalane wraz ze śmieciami.	9 000 000 ton/rok	Międzynarodowy Instytut Aluminium
Aluminium jest niezbędne w modelu „zamkniętej pętli”, aby spełnić wszystkie wymagania dotyczące ogrzewania przemysłowego.	300 000 000 ton (≈4% rezerw)	Według szacunków spółki.

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 „zamknięty obieg”. Jeśli skala zostanie zwiększona zgodnie z wewnętrznymi szacunkami, ilość aluminium zaangażowanego w cykl wyniesie 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 drogę 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 jeszcze ujawnione.
Brak dostępnych danych na temat kosztów, wydajności i niezawodności w skali komercyjnej.
Pierwsze wdrożenie systemu i przekazanie informacji zwrotnych na miejscu będzie możliwe na początku przyszłego roku.

Podczas demonstracji laboratoryjnej Godart stwierdził, że aluminium zareagowało, natychmiast doprowadzając wodę do wrzenia po dodaniu, co pokazuje szybkość uwalniania energii: „Czas potrzebny do zagotowania wody na kuchence będzie znacznie dłuższy”.

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