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

Found Energy, un startup fondat în 2022 de Peter Godart (fost om de știință la NASA), comercializează o soluție pentru a converti aluminiul într-o sursă de căldură și hidrogen fără carbon. Conform datelor publicate, aluminiul, după reacție, poate elibera 15,8 MJ de căldură pe kilogram și poate produce hidrogen cu o densitate energetică de până la 36,3 MJ/litru, de aproape opt ori mai mare decât hidrogenul lichefiat (7,2 MJ/litru în volum). Compania a strâns 12 milioane de dolari în finanțare inițială și intenționează să instaleze primul său sistem la o fabrică de unelte din sud-estul țării la începutul anului viitor, folosind ca materie primă resturi de aluminiu provenite din surse locale.

Evoluții și stadiul comercializării

La sfârșitul lunii octombrie, laboratorul Found Energy a anunțat că se pregătește să instaleze echipamente de furnizare a căldurii și hidrogenului pentru primul său client industrial. Nu sunt încă disponibile date despre prețuri sau reduceri comerciale pentru soluție; accentul actual se pune pe testare, demonstrații și implementarea inițială pe teren a sistemului la începutul anului viitor.

Tehnologie cheie și platforme de date

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

Peter Godart, fondatorul și directorul general al Found Energy, în laboratorul companiei. Fotografie: MIT.

Compararea datelor istorice cu opiniile experților.

Ideea utilizării aluminiului drept combustibil a fost explorată timp de decenii. Geoff Scamans (Universitatea Brunel, Londra) a cercetat utilizarea aluminiului ca înlocuitor de benzină pentru vehicule în anii 1980, dar nu a avut succes din cauza reacției ineficiente aluminiu-apă. Peter Godart recunoaște că bariera stratului de oxid i-a determinat pe „oameni să încerce să abandoneze această idee de multe ori”, dar consideră că un catalizator metalic lichid coroziv este un progres în menținerea reacției.

Granule de aluminiu după tratamentul catalitic (recipient de sticlă în stânga) și bucăți de aluminiu brut (în dreapta). Fotografie: MIT

Analiza tendințelor și scenariilor

Pe termen scurt, Found Energy își propune să furnizeze căldură industrială și hidrogen la fața locului către unități de producție, începând cu o fabrică de unelte din sud-estul țării. Pe termen mediu, dacă funcționează stabil și se extinde, modelul ar putea aborda 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

Ţintă	Masa	Sursă
Deșeurile de aluminiu colectate anual nu se reciclează.	Peste 3.000.000 de tone	Institutul Internațional al Aluminiului
Aluminiul fie nu se colectează, fie se arde la gunoi.	9.000.000 de tone/an	Institutul Internațional al Aluminiului
Aluminiul este necesar pentru ca modelul „cu buclă închisă” să îndeplinească toate cerințele de încălzire industrială.	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 un input de „buclă închisă”. Dacă ar fi extinsă la scară, conform estimărilor interne, cantitatea de aluminiu implicată 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: Potențialul de consum al aluminiului „murdar” deschide un canal pentru procesarea deșeurilor dificil de reciclat, îmbunătățind eficiența ciclului de viață al materialului.
Hidrogen: Producția de hidrogen la fața locului dintr-o reacție aluminiu-apă evită riscurile asociate cu depozitarea hidrogenului gazos sau lichid.

Variabile de monitorizat

Detaliile privind compoziția catalizatorului nu au fost încă publicate.
Nu există date disponibile privind costul, performanța și fiabilitatea la scară comercială.
Prima implementare a sistemului și feedback-ul operațional la fața locului vor fi disponibile la începutul anului viitor.

Într-o demonstrație de laborator, Godart a spus că aluminiul a reacționat pentru a aduce instantaneu apa la fierbere la adăugare, subliniind viteza de eliberare a energiei: „Timpul necesar pentru a fierbe apa pe aragaz va fi mult mai lent decât acesta.”

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