Алюминий в качестве топлива, плотность энергии в 8 раз выше, чем у водорода

Компания Found Energy Питера Годарта (бывшего сотрудника НАСА) привлекла финансирование в размере 12 миллионов долларов и планирует установить систему в начале следующего года. Решение использует алюминиевый лом для выработки 15,8 МДж/кг тепла и 36,3 МДж/литр водорода, стремясь к производству энергии без выбросов углерода.

Компания Found Energy, стартап, основанный в 2022 году Питером Годартом (бывшим ученым НАСА), коммерциализирует решение для преобразования алюминия в источник тепла и безуглеродного водорода. Согласно опубликованным данным, после реакции алюминий может выделять 15,8 МДж тепла на килограмм и производить водород с плотностью энергии до 36,3 МДж/литр, что почти в восемь раз выше, чем у сжиженного водорода (7,2 МДж/литр по объему). Компания привлекла 12 миллионов долларов начального финансирования и планирует установить свою первую систему на предприятии по производству инструментов на юго-востоке страны в начале следующего года, используя в качестве сырья местный алюминиевый лом.

Развитие и состояние коммерциализации

В конце октября лаборатория Found Energy объявила о подготовке к установке оборудования для тепло- и водородного снабжения для своего первого промышленного клиента. Информация о ценах и коммерческих скидках пока недоступна; в настоящее время основное внимание уделяется тестированию, демонстрациям и первоначальному развертыванию системы в полевых условиях в начале следующего года.

Ключевые технологические и информационные платформы

• Количество тепла, выделяемого при окислении алюминия: 15,8 МДж/кг.
• Полученный водород обладает плотностью энергии до 36,3 МДж/литр; для сравнения, плотность энергии сжиженного водорода достигает 7,2 МДж/литр.
• В результате реакции алюминия с водой образуется оксид алюминия, выделяется тепло и водород; водород производится на месте, что исключает риск хранения газа или жидкости.
• Традиционным препятствием является поверхностный слой оксида алюминия, блокирующий глубокую реакцию; компания Found Energy использует жидкометаллический катализатор, который проникает в микроструктуру, удаляя слой оксида, благодаря чему реакция протекает непрерывно, как в "котле".

Питер Годарт, основатель и генеральный директор Found Energy, в лаборатории компании. Фото: MIT.

Сравнение исторических данных и мнений экспертов.

Идея использования алюминия в качестве топлива изучается уже несколько десятилетий. Джефф Скаманс (Брунельский университет, Лондон) в 1980-х годах исследовал применение алюминия в качестве заменителя бензина для автомобилей, но это не увенчалось успехом из-за неэффективной реакции алюминия с водой. Питер Годарт признает, что барьер из оксидного слоя заставлял «много раз отказываться от этой идеи», но считает, что коррозионно-активный жидкометаллический катализатор является прорывом в поддержании реакции.

Гранулы алюминия после каталитической обработки (стеклянный контейнер слева) и необработанные кусочки алюминия (справа). Фото: MIT

Анализ тенденций и сценариев

В краткосрочной перспективе компания Found Energy планирует обеспечивать производственные предприятия промышленным теплом и водородом, начиная с инструментального завода на юго-востоке страны. В среднесрочной перспективе, при условии стабильной работы и расширения, эта модель позволит одновременно решить две проблемы: сокращение выбросов в цементной и сталелитейной промышленности и переработку больших объемов трудноперерабатываемого «грязного» алюминиевого лома.

Производственные мощности и возможности по обеспечению сырьем

Цель	Масса	Источник
Ежегодно собираемый алюминиевый лом не перерабатывается.	Более 3 000 000 тонн	Международный институт алюминия
Алюминий либо не собирается, либо сжигается вместе с мусором.	9 000 000 тонн/год	Международный институт алюминия
Для удовлетворения всех потребностей промышленного отопления в рамках модели с "замкнутым контуром" необходим алюминий.	300 000 000 тонн (≈4% от запасов)	Согласно оценкам компании.

Что касается круговорота материалов, компания планирует извлекать гидроксид алюминия из реактора и использовать чистую электроэнергию для его восстановления до металлического алюминия, создавая замкнутый цикл. Если масштабировать производство, как это было оценено внутри компании, количество алюминия, задействованного в цикле, составит приблизительно 300 000 000 тонн, что эквивалентно примерно 4% земных запасов алюминия.

Потенциальное влияние на смежные отрасли

• Тяжелая промышленность: Использование безуглеродных источников тепла может снизить выбросы в цементной и сталелитейной промышленности.
• Рынок переработки алюминия: потенциал использования «грязного» алюминия открывает канал для переработки трудноперерабатываемого лома, повышая эффективность жизненного цикла материала.
• Водород: Производство водорода на месте путем реакции алюминия с водой позволяет избежать рисков, связанных с хранением газообразного или жидкого водорода.

Переменные для мониторинга

• Подробная информация о составе катализатора пока не разглашается.
• Данные о стоимости, производительности и надежности в коммерческих масштабах отсутствуют.
• Первые результаты развертывания системы и отзывы о ее работе на местах будут доступны в начале следующего года.

В ходе лабораторной демонстрации Годарт заявил, что добавление алюминия мгновенно приводит воду к закипанию, подчеркнув скорость выделения энергии: «Время, необходимое для закипания воды на плите, будет намного меньше».

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