อะลูมิเนียมเป็นเชื้อเพลิง มีความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าไฮโดรเจนถึง 8 เท่า

บริษัท Found Energy ของปีเตอร์ โกดาร์ท (อดีตนักวิจัยนาซา) ระดมทุนได้ 12 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และเตรียมติดตั้งระบบในช่วงต้นปีหน้า โซลูชันนี้ใช้อลูมิเนียมเหลือใช้ในการผลิตความร้อน 15.8 เมกะจูลต่อกิโลกรัม และไฮโดรเจน 36.3 เมกะจูลต่อลิตร โดยมีเป้าหมายเพื่อผลิตพลังงานที่ไม่ปล่อยคาร์บอน

Found Energy สตาร์ทอัพที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2022 โดยปีเตอร์ โกดาร์ท (อดีต นักวิทยาศาสตร์ ของ NASA) กำลังพัฒนาโซลูชันเพื่อเปลี่ยนอะลูมิเนียมให้เป็นแหล่งความร้อนและไฮโดรเจนที่ปราศจากคาร์บอน จากข้อมูลที่เผยแพร่ อะลูมิเนียมหลังปฏิกิริยาสามารถปล่อยความร้อนได้ 15.8 เมกะจูลต่อกิโลกรัม และผลิตไฮโดรเจนที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 36.3 เมกะจูลต่อลิตร ซึ่งเกือบแปดเท่าของไฮโดรเจนเหลว (7.2 เมกะจูลต่อลิตรโดยปริมาตร) บริษัทได้ระดมทุนเริ่มต้น 12 ล้านดอลลาร์ และวางแผนที่จะติดตั้งระบบแรกที่โรงงานผลิตเครื่องมือในภาคตะวันออกเฉียงใต้ในช่วงต้นปีหน้า โดยใช้เศษอะลูมิเนียมที่หาได้ในท้องถิ่นเป็นวัตถุดิบ

ความคืบหน้าและสถานะของการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์

ในช่วงปลายเดือนตุลาคม ห้องปฏิบัติการของ Found Energy ประกาศว่ากำลังเตรียมติดตั้งอุปกรณ์จ่ายความร้อนและไฮโดรเจนให้กับลูกค้าอุตสาหกรรมรายแรก ขณะนี้ยังไม่มีข้อมูลราคาหรือส่วนลดทางการค้าสำหรับโซลูชันนี้ โดยเน้นไปที่การทดสอบ การสาธิต และการติดตั้งใช้งานภาคสนามเบื้องต้นในช่วงต้นปีหน้า

แพลตฟอร์มเทคโนโลยีและข้อมูลที่สำคัญ

• ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่ออะลูมิเนียมเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน: 15.8 เมกะจูล/กิโลกรัม
• ไฮโดรเจนที่ผลิตได้มีค่าความหนาแน่นพลังงานสูงถึง 36.3 เมกะจูลต่อลิตร ในขณะที่ไฮโดรเจนเหลวมีค่าความหนาแน่นพลังงานอยู่ที่ 7.2 เมกะจูลต่อลิตร
• ปฏิกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมกับน้ำจะผลิตอะลูมิเนียมออกไซด์และปล่อยความร้อนพร้อมกับไฮโดรเจน โดยไฮโดรเจนจะถูกผลิตขึ้นในสถานที่ ทำให้หลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการจัดเก็บก๊าซหรือของเหลว
• อุปสรรคแบบดั้งเดิมคือชั้นผิวของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ขัดขวางปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายใน แต่ Found Energy ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะเหลวที่แทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างจุลภาคและกำจัดชั้นออกไซด์ออกไป ทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้อย่างต่อเนื่องเหมือน "หม้อไอน้ำ"

ปีเตอร์ โกดาร์ท ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของ Found Energy ในห้องปฏิบัติการของบริษัท ภาพ: MIT

การเปรียบเทียบข้อมูลในอดีตและความเห็นของผู้เชี่ยวชาญ

แนวคิดการใช้อลูมิเนียมเป็นเชื้อเพลิงได้รับการศึกษามานานหลายทศวรรษแล้ว เจฟฟ์ สคาแมนส์ (มหาวิทยาลัยบรูเนล ลอนดอน) ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้อลูมิเนียมเป็นสารทดแทนน้ำมันเบนซินสำหรับยานยนต์ในช่วงทศวรรษ 1980 แต่ไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างอลูมิเนียมกับน้ำไม่มีประสิทธิภาพ ปีเตอร์ โกดาร์ต ยอมรับว่าชั้นออกไซด์ที่เป็นอุปสรรคทำให้ "ผู้คนพยายามและล้มเลิกแนวคิดนี้หลายครั้ง" แต่เชื่อว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นความก้าวหน้าที่จะช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้อย่างต่อเนื่อง

เม็ดอลูมิเนียมหลังการบำบัดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา (ภาชนะแก้วทางซ้าย) และชิ้นส่วนอลูมิเนียมดิบ (ทางขวา) ภาพ: MIT

การวิเคราะห์แนวโน้มและสถานการณ์

ในระยะสั้น Found Energy ตั้งเป้าที่จะจัดหาความร้อนและไฮโดรเจนสำหรับโรงงานผลิตในสถานที่ โดยเริ่มต้นจากโรงงานผลิตเครื่องมือในภาคตะวันออกเฉียงใต้ ในระยะกลาง หากดำเนินงานได้อย่างมีเสถียรภาพและขยายตัว โมเดลนี้อาจช่วยแก้ไขปัญหาคอขวดสองประการพร้อมกัน ได้แก่ การลดการปล่อยมลพิษในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์และเหล็กกล้า และการแปรรูปเศษอลูมิเนียม "สกปรก" ปริมาณมากที่รีไซเคิลได้ยาก

กำลังการผลิตและอุปสงค์ของวัตถุดิบ

เป้า	มวล	แหล่งที่มา
เศษอลูมิเนียมที่เก็บรวบรวมได้ในแต่ละปีไม่ได้ถูกนำไปรีไซเคิล	มากกว่า 3,000,000 ตัน	สถาบันอะลูมิเนียมนานาชาติ
อะลูมิเนียมมักไม่ได้รับการเก็บรวบรวม หรือไม่ก็ถูกเผารวมกับขยะทั่วไป	9,000,000 ตัน/ปี	สถาบันอะลูมิเนียมนานาชาติ
อะลูมิเนียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแบบจำลอง "วงปิด" เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านความร้อนในอุตสาหกรรมทั้งหมด	300,000,000 ตัน (≈4% ของปริมาณสำรอง)	ตามการประมาณการของบริษัท

ในส่วนของวัฏจักรวัสดุ บริษัทวางแผนที่จะกู้คืนอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จากเครื่องปฏิกรณ์และใช้ไฟฟ้าสะอาดในการลดไฮดรอกไซด์ให้เป็นอะลูมิเนียมโลหะ ทำให้เกิดการป้อนวัสดุแบบ "วงปิด" หากขยายขนาดตามที่ประเมินไว้ภายใน ปริมาณอะลูมิเนียมที่เกี่ยวข้องในวัฏจักรจะอยู่ที่ประมาณ 300,000,000 ตัน ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณ 4% ของปริมาณสำรองอะลูมิเนียมบนโลก

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่ออุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง

• อุตสาหกรรมหนัก: แหล่งความร้อนที่ไม่ปล่อยคาร์บอนสามารถลดการปล่อยมลพิษในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์และเหล็กกล้าได้
• ตลาดการรีไซเคิลอะลูมิเนียม: ศักยภาพในการบริโภคอะลูมิเนียม "สกปรก" เปิดช่องทางสำหรับการแปรรูปเศษอะลูมิเนียมที่รีไซเคิลได้ยาก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพตลอดวงจรชีวิตของวัสดุ
• ไฮโดรเจน: การผลิตไฮโดรเจนในสถานที่จากปฏิกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมกับน้ำ ช่วยหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปก๊าซหรือของเหลว

ตัวแปรที่ต้องติดตาม

• รายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยายังไม่ได้รับการเปิดเผย
• ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับต้นทุน ประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือในระดับเชิงพาณิชย์
• การติดตั้งระบบครั้งแรกและผลตอบรับจากการใช้งานจริงในสถานที่จริงจะพร้อมใช้งานในช่วงต้นปีหน้า

ในการสาธิตในห้องปฏิบัติการ โกดาร์ทกล่าวว่าอะลูมิเนียมทำปฏิกิริยาทำให้่น้ำเดือดทันทีที่เติมลงไป ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเร็วในการปลดปล่อยพลังงาน: "เวลาที่ใช้ในการต้มน้ำบนเตาของคุณจะช้ากว่านี้มาก"

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