تا حالا شده فکر کنی ته‌مونده قوطی نوشابه چی میشه؟ شاید باورت نشه، اما یه تیم استارتاپی توی بوستون دارن همین آشغال آلومینیومی رو به یه سوخت فوق‌العاده پاک تبدیل می‌کنن! مدیرشون، “پیتر گودارت”، تو آزمایشگاه یه قوطی خرد شده نوشابه رو ریخت توی بشر و یهو همه‌چی شدن بخار و (در واقع) گاز هیدروژن. خودش گفت “فقط کافیه دوباره آب اضافه کنم تا واکنش ادامه پیدا کنه! این آب، دمای اتاقه ها اما درجا داره می‌جوشه. رو گاز خونه‌ات انقدر سریع نمی‌جوشه!” واقعاً هم عجیبه.
داستان چیه؟ استارتاپ “Found Energy” که گودارت مدیرشه، قصداش اینه از انرژی توی تیکه‌های آلومینیوم، بدون نیاز به سوخت فسیلی، برای تامین انرژی صنعت استفاده کنه. یعنی مثلاً همون آشغال‌های فلزی کنار خط تولید، خودشون میشن سوخت و برق و گرمای کارخانه رو تأمین می‌کنن. تازه امسال بزرگ‌ترین راکتور آلومینیوم-آب دنیا رو هم راه انداختن. گودارت میگه این بزرگ‌ترین موتور آلومینیومیه که تاحالا ساخته شده.
اگه همه‌چی طبق برنامه پیش بره، قراره ابتدای سال بعد، یه نسخه بزرگش توی یه کارخانه ابزارسازی تو جنوب شرق آمریکا نصب بشه. جالبه بدونی خوراک این راکتور، همون آشغال آلومینیوم خود کارخونه‌ست که قبلاً مجبور بودن دور بریزن!
حالا چرا این‌قدر آلومینیوم جذابه؟ چون انرژی نهفته توی هر کیلوگرم آلومینیوم بعد از ذوب و تصفیه، بیشتر از دو برابر دیزله (از نظر حجم) و حتی هشت برابر گاز هیدروژن انرژی داره. یعنی اگه بتونی این انرژی رو قفل‌گشایی کنی، انگار یه بمب انرژی دم دسته. خب مشکلش چیه؟ رو آلومینیوم تنهاش بزاری، یه لایه اکسیدی روش فوری تشکیل میشه که باعث میشه بقیه فلز هیچ واکنشی نشون نده و کل ماجرا بخوابه. مثل اینه که یه آتیش خودش رو به خاکستر خاموش‌کن برسونه!
خیلیا قبلاً تلاش کردن ولی بی‌نتیجه مونده. مثلاً یه مهندس متالورژی انگلیسی به اسم جف اسکامنز که دهه ۸۰ کلی برای راه‌اندازی خودرو با سوخت آلومینیوم جون کند، معتقده این ایده از اساس نشدنیه، چون انرژی زیادی باید خرج تصفیه آلومینیوم کنی.
ولی گودارت و تیمش با یه دستکاری خلاقانه توی کاتالیزور (که یعنی ماده‌ای که سرعت واکنش رو بیشتر می‌کنه)، مسیر رو برعکس کردن: به‌جای اینکه آب و آلومینیوم رو روی کاتالیزور بیارن، اومدن یه ماده دیگه رو توی خود آلومینیوم حل کردن که وقتی آب می‌ریزی روش، کل سازه‌اش کف می‌کنه و خودش رو باز می‌کنه تا واکنش ادامه‌دار باشه.
کاتالیزور مخصوصشون ترکیب فلزی مذابه (یعنی دمای ذوبش پایینه و به محض شروع واکنش مایع میشه)، اما جیوه نیست! گودارت تحقیق دکتراش رو با ترکیب گالیوم و ایندیوم انجام داده بود (گالیوم و ایندیوم هر دو فلزهایی هستن که خیلی راحت ذوب میشن). توی لابراتوار که نشون داد: وقتی گلوله کوچک آلومینیوم با کاتالیزور مخفی رو با آب مخلوط کرد، فلز شروع کرد به جوشیدن و گاز هیدروژن آزاد شد و تهش یه توده خاکستری از آلومینیوم هیدروکسید موند.
میگه بزرگ‌ترین مانع، کند و تنبل بودن واکنش آلومینیوم و آب بود. اما حالا دستگاهشون با همین کاتالیزور شده در حد یه دیگ بخار! یه آزمایشگاه دو طبقه پرشده از لوله و وایر و مانیتور مخصوص، و راکتور کنونی‌شون تا ۱۰۰ کیلووات قدرت تولید می‌کنه (تقریباً اندازه موتور دیزلی یه پیکاپ!). به زودی نصبش می‌کنن توی کارخونه، سال بعد هم شاید نسخه یک مگاواتیش رو بسازن (۱۰ برابر بزرگ‌تر).
این موتور بخار داغ و هیدروژن می‌ده. با این انرژی میشه کارای مختلف کرد: مثل برق تولید کردن با توربین یا سلول سوختی (یه جور باتری مخصوص برای هیدروژن)، داغ کردن سنگ یا فلز تا دمای جوش و حتی ذوب آهن (که به دمای خیلی زیادی نیاز داره).
البته فعلاً اولین مشتری‌ها، خود کارخانه‌های بازیافت آلومینیوم هستن. گودارت میگه خیلی‌هاشون زنگ زدن که بیان آلومینیوم آشغالشون رو بگیریم و براشون به گرمای پاک تبدیل کنیم! جالبه بدونی طبق آمار انجمن بین‌المللی آلومینیوم، هنوز سالی ۳ میلیون تن آلومینیوم جمع‌آوری‌شده، بازیافت نمیشه و ۹ میلیون تن هم کلاً جمع نمیشه یا مثل آشغال می‌سوزه. یعنی یه سوم کل آلومینیوم قراره بازیافت بشه، اصلاً بازیافت نمیشه!
البته حتی اگه همه این ضایعات به سوخت تبدیل بشن، باز فقط بخشی از نیاز صنعتی رو می‌پوشونه. ولی برنامه بلندمدتشون اینه که اصلاً چرخه بسته بسازن: هر بار محصول نهایی رو دوباره با برق سبز (یعنی برقی که از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌دست میاد) به آلومینیوم برگردونن، و این بازی رو تا ابد تکرار کنن. حساب کردن اگه فقط ۴ درصد از ذخایر آلومینیوم زمین وارد این چرخه شه، کل نیاز گرمای صنعتی دنیا رو میشه پوشش داد!
حتماً الان فکر کردی: خب پس به همچین ذخیره‌ای کلی برق لازمه دیگه! دقیقاً. بعضیا (مثل جِفری ریسمن از اندیشکده Energy Innovation) میگن اگه بخوای این چرخه رو کامل ببندی، داستان بیشتر شبیه باتری حرارتی میشه (یعنی سیستمی برای ذخیره انرژی، نه تأمین انرژی اولیه). البته اگه در آینده برق سبز ارزون‌تر شه، شاید جواب بده. ولی الان رقابت برای برق تمیز بین هوش مصنوعی، پمپ‌های حرارتی و بقیه حسابی بالاست و کار رو سخت کرده.
گودارت و تیمش فعلاً امیدوارن. خودش میگه احتمالاً همین موتور موجود، بتونه ۵۰۰ کیلووات هم تولید کنه ولی هنوز ولش نکردیم تا تهش رو ببینیم! خلاصه، شاید به‌زودی آلومینیوم آشغال‌هامون بشه سوخت پاک کارخونه‌های دنیا!
منبع: +
