這項為期多年的研究項目將使可擴展的離網(wǎng)電源成為農(nóng)村社區(qū)和***的現(xiàn)實。

鋁廢料是全球軍事基地和航空母艦上最常見的材料之一。現(xiàn)在，美國陸軍已經(jīng)利用佐治亞理工學(xué)院（Georgia Tech）的技術(shù)來幫助將這些廢物轉(zhuǎn)化為能源，這些能源可以在電網(wǎng)之外按需發(fā)電。

美國陸軍研究辦公室授予佐治亞理工學(xué)院及其合作伙伴2000萬美元，用于開發(fā)可擴展的、有效的將鋁轉(zhuǎn)化為氫能的方法。該項目可能會帶來一種新的、低成本的、清潔的、高效的、由廢棄材料提供動力的能源。

George W. Woodruff機械工程學(xué)院教授、材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、Eugene C. Gwaltney Jr.制造主席Aaron Stebner將與戰(zhàn)略能源研究所聯(lián)邦倡議負(fù)責(zé)人Scott McWhorter一起監(jiān)督佐治亞理工學(xué)院的多年工作。

除了來自佐治亞理工學(xué)院的幾名團隊成員外，該項目還包括來自谷堡州立大學(xué)、21世紀(jì)伙伴關(guān)系、MatSys和德雷塞爾大學(xué)的研究人員。

McWhorter說：“鋁能夠與水——甚至是廢水和徑流水——發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣、電力和熱能。如果鋁能有效地轉(zhuǎn)化為儲存的能量，它可能會改變游戲規(guī)則。”

該團隊的目標(biāo)是試驗鋁的材料特性，這樣它就可以被廉價地制造出來，從而產(chǎn)生一種高效的反應(yīng)，產(chǎn)生低成本、清潔的氫。

Stebner說：“擁有這種能力將使軍事基地減少對使用外部電網(wǎng)的依賴。他也是佐治亞制造人工智能項目的聯(lián)合主任，也是佐治亞理工學(xué)院制造研究所的教員?！?/p>

制造鋁的途徑

幾年前，陸軍研究實驗室發(fā)現(xiàn)了回收鋁生產(chǎn)氫氣的基本技術(shù)，并申請了專利。然而，目前的制造方法對于產(chǎn)生的氫能來說需要太多的能量。

為了使這項技術(shù)可行和有效，Stebner和他的同事將研究替代制造工藝，然后開發(fā)安全生產(chǎn)和儲存穩(wěn)定鋁的自動化方法。他們還計劃使用數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化這些流程。

目前，制造商使用大型機器在非常受控的環(huán)境中研磨和翻滾鋁，因為散失的鋁粉可能具有爆炸性。這些方法非常昂貴。

Stebner和他的團隊正在研究一種小型的模塊化技術(shù)，這種技術(shù)可以方便地在現(xiàn)場發(fā)電。根據(jù)Stebner的說法，他們感興趣的是確定這些小型機器如何能夠如此高效，以至于可以使用太陽能電池板供電。

Stebner設(shè)想，太陽能電池板可以為鋁處理模塊提供動力——鋁的回收可以在陽光普照的時候進行，并全天候發(fā)電。

可持續(xù)發(fā)展的影響

一旦他們開發(fā)出制造技術(shù)和工藝，該團隊計劃通過為佐治亞州農(nóng)村社區(qū)發(fā)電來測試其功效。這里的成功將證明該技術(shù)在軍事部署和其他離網(wǎng)場景中是可行的。

Stebner說：“南部腹地——尤其是喬治亞州中部和南部、阿拉巴馬州、密西西比州和路易斯安那州——在颶風(fēng)或洪水和暴雨導(dǎo)致的停電期間經(jīng)常出現(xiàn)巨大的能源中斷?！?/p>

“制造商可能會猶豫是否要在那里建大型工廠，因為電網(wǎng)不那么穩(wěn)定。軍方計劃在偏遠(yuǎn)軍事基地使用的這項技術(shù)可能會改變喬治亞州農(nóng)村地區(qū)的游戲規(guī)則?！?/p>

如果這些地區(qū)的電力意外中斷，洪水就可以用來制造氫氣。雖然氫還沒有得到充分利用，但它作為化石燃料的替代品有著巨大的潛力。

Stebner表示：“從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，任何時候你都可以把一些已經(jīng)廢棄的東西——比如廢鋁和廢水——變成高價值的產(chǎn)品，可以用來為社區(qū)供電，這將是一個巨大的契機?！?/p>