这项为期多年的研究项目将使可扩展的离网电源成为农村社区和军队的现实。

铝废料是全球军事基地和航空母舰上最常见的材料之一。现在，美国陆军已经利用佐治亚理工学院（Georgia Tech）的技术来帮助将这些废物转化为能源，这些能源可以在电网之外按需发电。

美国陆军研究办公室授予佐治亚理工学院及其合作伙伴2000万美元，用于开发可扩展的、有效的将铝转化为氢能的方法。该项目可能会带来一种新的、低成本的、清洁的、高效的、由废弃材料提供动力的能源。

George W. Woodruff机械工程学院教授、材料科学与工程学院教授、Eugene C. Gwaltney Jr.制造主席Aaron Stebner将与战略能源研究所联邦倡议负责人Scott McWhorter一起监督佐治亚理工学院的多年工作。

除了来自佐治亚理工学院的几名团队成员外，该项目还包括来自谷堡州立大学、21世纪伙伴关系、MatSys和德雷塞尔大学的研究人员。

McWhorter说：“铝能够与水——甚至是废水和径流水——发生反应，产生氢气、电力和热能。如果铝能有效地转化为储存的能量，它可能会改变游戏规则。”

该团队的目标是试验铝的材料特性，这样它就可以被廉价地制造出来，从而产生一种高效的反应，产生低成本、清洁的氢。

Stebner说：“拥有这种能力将使军事基地减少对使用外部电网的依赖。他也是佐治亚制造人工智能项目的联合主任，也是佐治亚理工学院制造研究所的教员。”

制造铝的途径

几年前，陆军研究实验室发现了回收铝生产氢气的基本技术，并申请了专利。然而，目前的制造方法对于产生的氢能来说需要太多的能量。

为了使这项技术可行和有效，Stebner和他的同事将研究替代制造工艺，然后开发安全生产和储存稳定铝的自动化方法。他们还计划使用数字孪生技术优化这些流程。

目前，制造商使用大型机器在非常受控的环境中研磨和翻滚铝，因为散失的铝粉可能具有爆炸性。这些方法非常昂贵。

Stebner和他的团队正在研究一种小型的模块化技术，这种技术可以方便地在现场发电。根据Stebner的说法，他们感兴趣的是确定这些小型机器如何能够如此高效，以至于可以使用太阳能电池板供电。

Stebner设想，太阳能电池板可以为铝处理模块提供动力——铝的回收可以在阳光普照的时候进行，并全天候发电。

可持续发展的影响

一旦他们开发出制造技术和工艺，该团队计划通过为佐治亚州农村社区发电来测试其功效。这里的成功将证明该技术在军事部署和其他离网场景中是可行的。

Stebner说：“南部腹地——尤其是乔治亚州中部和南部、阿拉巴马州、密西西比州和路易斯安那州——在飓风或洪水和暴雨导致的停电期间经常出现巨大的能源中断。”

“制造商可能会犹豫是否要在那里建大型工厂，因为电网不那么稳定。军方计划在偏远军事基地使用的这项技术可能会改变乔治亚州农村地区的游戏规则。”

如果这些地区的电力意外中断，洪水就可以用来制造氢气。虽然氢还没有得到充分利用，但它作为化石燃料的替代品有着巨大的潜力。

Stebner表示：“从可持续发展的角度来看，任何时候你都可以把一些已经废弃的东西——比如废铝和废水——变成高价值的产品，可以用来为社区供电，这将是一个巨大的契机。”

（素材来自：Georgia Tech 全球氢能网、新能源网综合）