Алюміній як паливо, щільність енергії у 8 разів більша, ніж у водню

Компанія Found Energy Пітера Годара (колишнього співробітника NASA) залучила 12 мільйонів доларів фінансування та планує встановити систему на початку наступного року. Це рішення використовує алюмінієвий брухт для виробництва 15,8 МДж/кг тепла та 36,3 МДж/літр водню, прагнучи отримати енергію без викидів вуглецю.

Found Energy, стартап, заснований у 2022 році колишнім науковцем NASA Пітером Годартом, комерціалізує рішення для перетворення алюмінію на безвуглецеве джерело тепла та водню. Згідно з опублікованими даними, алюміній може вивільняти 15,8 мегаджоулів тепла на кілограм та створювати водень з щільністю енергії 36,3 мегаджоуля на літр, що майже у вісім разів більше, ніж у рідкого водню, який за об'ємом становить 7,2 мегаджоуля на літр. Компанія залучила початковий раунд у розмірі 12 мільйонів доларів і планує встановити свою першу систему на заводі з виробництва інструментів на південному сході на початку наступного року, використовуючи як сировину алюмінієвий брухт, що надходить з місця виробництва.

Розвиток та стан комерціалізації

Лабораторія Found Energy заявила наприкінці жовтня, що готується встановити свого першого промислового клієнта для виробництва тепла та водню. Дані про ціни чи комерційні знижки на це рішення поки що недоступні; зараз основна увага зосереджена на тестуванні, демонстрації та розгортанні першої системи в польових умовах на початку наступного року.

Технологічна платформа та ключові дані

• Тепло, що виділяється при окисленні алюмінію: 15,8 МДж/кг.
• Отриманий водень має щільність енергії до 36,3 МДж/літр; для порівняння, скраплений водень досягає 7,2 МДж/літр.
• В результаті реакції алюмінію з водою утворюється оксид алюмінію, що призводить до виділення тепла та водню; водень генерується на місці, що дозволяє уникнути ризику зберігання газу або рідини.
• Традиційною перешкодою є поверхневий шар оксиду алюмінію, який блокує глибоку реакцію; Found Energy використовує каталізатор на основі рідкого металу, який проникає в мікроструктуру, відшаровуючи шар оксиду, завдяки чому реакція протікає безперервно, як у «котлі».

Пітер Годарт, засновник і генеральний директор Found Energy, у лабораторії компанії. Фото: MIT

Історичне порівняння та думка експертів

Ідея використання алюмінію як палива досліджувалася десятиліттями. Джефф Скаманс (Лондонський університет Брунеля) вивчав алюміній як паливо для транспортних засобів у 1980-х роках, але зазнав невдачі, оскільки реакція алюміній-вода була недостатньо ефективною. Пітер Годарт визнає, що оксидний бар'єр змушував «людей багато разів намагатися відмовитися від цієї ідеї», але вважає, що проривом для підтримки реакції став корозійний каталізатор на основі рідкого металу.

Алюмінієві гранули, оброблені каталізатором (скляна коробка ліворуч), та необроблені алюмінієві пластівці (праворуч). Фото: MIT

Аналіз тенденцій та сценаріїв

У короткостроковій перспективі Found Energy прагне забезпечити промисловим теплом та воднем виробничі потужності, спочатку інструментальний завод на південному сході. У середньостроковій перспективі, якщо компанія буде стабільною та розширюватиметься, ця модель може одночасно вирішити дві вузькі місця: скорочення викидів у цементній та сталеливарній промисловості та переробку великих обсягів «брудного» алюмінієвого брухту, який важко переробити.

Потужність попиту та пропозиції сировини

Індикатори	Маса	Джерело
Зібраний алюмінієвий брухт не переробляється щороку	Більше 3 000 000 тонн	Міжнародний алюмінієвий інститут
Алюміній не збирають і не спалюють разом зі сміттям.	9 000 000 тонн/рік	Міжнародний алюмінієвий інститут
Алюміній, необхідний для моделі «замкнутого циклу», щоб задовольнити всі промислові теплові потреби	300 000 000 тонн (≈4% запасів)	За оцінками компанії

Що стосується матеріального циклу, компанія планує відновлювати гідроксид алюмінію з реактора та використовувати чисту електроенергію для його відновлення до металевого алюмінію, створюючи «замкнутий цикл». Якщо масштабувати за внутрішніми оцінками, кількість алюмінію, що надходить у цикл, становитиме близько 300 000 000 тонн, що еквівалентно приблизно 4% запасів алюмінію Землі.

Потенційний вплив на суміжні галузі промисловості

• Важка промисловість: Джерела тепла без вуглецю можуть зменшити викиди в цементній та сталеливарній промисловості.
• Ринок переробки алюмінію: Можливість споживати «брудний» алюміній відкриває канал для переробки важкоперероблюваного брухту, підвищуючи ефективність життєвого циклу матеріалу.
• Водень: Виробництво водню на місці в результаті реакції алюміній-вода дозволяє уникнути ризиків зберігання газоподібного або рідкого водню.

Змінні для моніторингу

• Деталі складу каталізатора не розголошуються.
• Немає даних щодо вартості, продуктивності та надійності в комерційних масштабах.
• Перше розгортання системи та зворотний зв'язок щодо польових операцій заплановані на початок наступного року.

Під час лабораторної демонстрації Годар сказав, що алюміній одразу після додавання доводив воду до кипіння, підкреслюючи швидкість вивільнення енергії: «На вашій плиті знадобиться більше часу, щоб закип'ятити воду».

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