Aluminiu drept combustibil, densitatea energetică de 8 ori mai mare decât cea a hidrogenului

Found Energy, un startup fondat în 2022 de fostul om de știință de la NASA, Peter Godart, comercializează o soluție pentru a transforma aluminiul într-o sursă de căldură și hidrogen fără carbon. Conform datelor publicate, aluminiul poate elibera 15,8 megajouli de căldură pe kilogram și poate crea hidrogen cu o densitate energetică de 36,3 megajouli pe litru, de aproape opt ori mai mare decât hidrogenul lichid, care este de 7,2 megajouli pe litru în volum. Compania a strâns o rundă de finanțare de 12 milioane de dolari și intenționează să instaleze primul său sistem la o fabrică de unelte din sud-estul țării la începutul anului viitor, folosind ca materie primă deșeuri de aluminiu de la fața locului.

Evoluții și stadiul comercializării

Laboratorul Found Energy a anunțat la sfârșitul lunii octombrie că se pregătește să instaleze primul său client industrial pentru căldură și hidrogen. Nu au fost încă disponibile date despre prețuri sau reduceri comerciale pentru soluție; accentul se pune acum pe testarea, demonstrarea și implementarea primului sistem pe teren la începutul anului viitor.

Platformă tehnologică și date cheie

Căldura eliberată la oxidarea aluminiului: 15,8 MJ/kg.
Hidrogenul produs are o densitate energetică de până la 36,3 MJ/litru; prin comparație, hidrogenul lichefiat ajunge la 7,2 MJ/litru.
Reacția aluminiu-apă produce oxid de aluminiu și eliberează căldură și hidrogen; hidrogenul este generat la fața locului, evitându-se riscul de stocare a gazului sau lichidului.
Obstacolul tradițional este stratul de oxid de aluminiu de la suprafață care blochează reacția profundă; Found Energy folosește un catalizator metalic lichid care pătrunde în microstructură, decojind stratul de oxid, astfel încât reacția să se desfășoare continuu, ca un „cazan”.

Peter Godart, fondator și CEO al Found Energy, în laboratorul companiei. Fotografie: MIT

Comparație istorică și opinia experților

Ideea utilizării aluminiului drept combustibil a fost explorată timp de decenii. Geoff Scamans (Universitatea Brunel din Londra) a studiat aluminiul ca și combustibil pentru vehicule în anii 1980, dar a eșuat deoarece reacția aluminiu-apă nu a fost suficient de eficientă. Peter Godart recunoaște că bariera de oxid i-a determinat pe „oameni să încerce să abandoneze ideea de multe ori”, dar consideră că un catalizator metalic lichid coroziv a fost descoperirea pentru a susține reacția.

Pelete de aluminiu tratate cu catalizator (cutie de sticlă în stânga) și fulgi de aluminiu brut (dreapta). Fotografie: MIT

Analiza tendințelor și scenariilor

Pe termen scurt, Found Energy își propune să furnizeze căldură industrială și hidrogen la fața locului unităților de producție, inițial o fabrică de unelte din sud-estul țării. Pe termen mediu, dacă este stabilă și se extinde, modelul poate rezolva simultan două blocaje: reducerea emisiilor din industriile cimentului și oțelului și prelucrarea unor volume mari de deșeuri de aluminiu „murdar”, dificil de reciclat.

Capacitatea de aprovizionare și cerere de materii prime

Indicatori	Masa	Sursă
Deșeurile de aluminiu colectate nu sunt reciclate în fiecare an	Peste 3.000.000 de tone	Institutul Internațional al Aluminiului
Aluminiul nu se colectează și nu se arde împreună cu gunoiul.	9.000.000 de tone/an	Institutul Internațional al Aluminiului
Aluminiu necesar pentru modelul cu „buclă închisă” pentru a satisface toate nevoile termice industriale	300.000.000 de tone (≈4% din rezerve)	Conform estimărilor companiei

În ceea ce privește ciclul materialelor, compania intenționează să recupereze hidroxidul de aluminiu din reactor și să utilizeze electricitate curată pentru a-l reduce la aluminiu metalic, creând o intrare în „buclă închisă”. Dacă ar fi calculată conform estimărilor interne, cantitatea de aluminiu care intră în ciclu ar fi de aproximativ 300.000.000 de tone, echivalentul a aproximativ 4% din rezervele de aluminiu ale Pământului.

Impactul potențial asupra industriilor conexe

Industria grea: Sursele de căldură fără carbon pot reduce emisiile din industria cimentului și a oțelului.
Piața de reciclare a aluminiului: Capacitatea de a consuma aluminiu „murdar” deschide un canal pentru procesarea deșeurilor dificil de reciclat, îmbunătățind eficiența ciclului de viață al materialului.
Hidrogen: Producția de hidrogen la fața locului prin reacția aluminiu-apă evită riscurile depozitării hidrogenului gazos sau lichid.

Variabile de monitorizat

Detalii despre compoziția catalizatorului nu au fost publicate.
Nu există date privind costul, performanța și fiabilitatea la scară comercială.
Prima implementare a sistemului și feedback operațional pe teren sunt programate pentru începutul anului viitor.

Într-o demonstrație de laborator, Godart a spus că aluminiul a reacționat pentru a aduce apa la fierbere imediat după adăugare, subliniind viteza cu care se eliberează energia: „Ar dura mai mult să fierbi apa pe aragaz decât atât.”

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