A lata de refrigerante esmagada desaparece em uma nuvem de vapor e — embora não seja visível — gás hidrogénio. “Posso continuar esta reação apenas adicionando mais água”, diz Peter Godart, espirrando um pouco no béquer fumegante. “Esta é água à temperatura ambiente, e ela está fervendo imediatamente. Fazer isso no seu fogão seria mais lento do que isto.”
Godart é o fundador e CEO da Found Energy, uma startup em Boston que pretende aproveitar a energia contida em pedaços de alumínio metálico para alimentar processos industriais sem combustíveis fósseis. Desde 2022, a empresa tem trabalhado para desenvolver formas de liberar rapidamente energia do alumínio em pequena escala. Agora, acabou de ligar uma versão muito maior do seu motor movido a alumínio, que Godart afirma ser o maior reator alumínio-água já construído.
No início do próximo ano, ele será instalado para fornecer calor e hidrogénio a uma fábrica de ferramentas no sudeste dos Estados Unidos, usando o próprio resíduo de alumínio produzido pela planta como combustível. (O fabricante não quis ser identificado até que o projeto seja formalmente anunciado.)
Se tudo funcionar conforme o planejado, essa tecnologia — que usa um catalisador para liberar a energia armazenada dentro do metal de alumínio — poderá transformar uma parcela crescente de sucata de alumínio em um combustível zero carbono. O alto calor gerado pelo motor pode ser especialmente valioso para reduzir as substanciais emissões de gases de efeito estufa geradas por processos industriais, como a produção de cimento e o refino de metais, que são difíceis de alimentar diretamente com eletricidade.
“Fomos nós que inventamos o combustível, o que é uma bênção e uma maldição”, diz Godart, cercado pelos tubos e fios do reator experimental. “É uma enorme oportunidade para nós, mas também significa que precisamos desenvolver todos os sistemas ao nosso redor. Estamos redefinindo o que é um motor.”
Engenheiros há muito consideram o uso do alumínio como combustível devido à sua superior densidade energética. Uma vez refinado e fundido a partir do minério, o alumínio metálico contém mais do que o dobro da energia do diesel por volume e quase oito vezes mais do que o gás hidrogénio. Quando reage com o oxigénio presente na água ou no ar, forma óxidos de alumínio. Essa reação libera calor e gás hidrogénio, que podem ser aproveitados como fonte de energia zero carbono.
Metal líquido
O problema com o alumínio como combustível — e o motivo pelo qual sua lata de refrigerante não se incendeia espontaneamente — é que, assim que o metal começa a reagir, uma camada oxidada se forma em sua superfície, impedindo o restante de reagir. É como um fogo que se apaga sozinho à medida que gera cinzas. “As pessoas já tentaram isso e abandonaram essa ideia muitas, muitas vezes”, diz Godart.
Alguns acreditam que usar alumínio como combustível continua sendo uma tarefa inútil. “Esse uso potencial do alumínio reaparece a cada poucos anos e não tem nenhuma possibilidade de sucesso, mesmo que sucata de alumínio seja usada como fonte de combustível”, diz Geoff Scamans, metalurgista da Universidade Brunel, em Londres, que passou uma década trabalhando com o uso de alumínio para mover veículos nos anos 1980. Ele afirma que a reação alumínio-água não é eficiente o suficiente para justificar o metal como combustível, considerando quanta energia é necessária para refinar e fundir o alumínio a partir do minério: “Uma ideia maluca sempre será uma ideia maluca.”
Mas Godart acredita que ele e sua empresa encontraram uma forma de fazer isso funcionar. “O verdadeiro avanço foi pensar sobre catálise de uma forma diferente”, diz ele: em vez de tentar acelerar a reação aproximando água e alumínio de um catalisador, eles “inverteram o processo” e “encontraram um material que poderíamos realmente dissolver no alumínio”.
O catalisador de metal líquido que está no centro da abordagem da empresa “penetra na microestrutura” do alumínio, explica Godart. À medida que o alumínio reage com a água, o catalisador faz o metal espumar e se abrir, expondo mais alumínio não reagido à água.
A composição do catalisador é proprietária, mas Godart afirma que se trata de um “metal líquido de baixo ponto de fusão que não é mercúrio”. Sua pesquisa de doutorado focou no uso de uma mistura líquida de gálio e índio como catalisador, e ele diz que o princípio por trás do material atual é o mesmo.
Durante uma visita no início de outubro, Godart demonstrou a reação central no laboratório de P&D da Found, que, após a rodada inicial de investimento de 12 milhões de dólares no ano passado, agora ocupa a maior parte de dois andares de um prédio industrial no bairro de Charlestown, em Boston. Usando um par de pinças para evitar iniciar a reação com a umidade dos dedos, ele colocou um pequeno pellet de alumínio tratado com o catalisador secreto em um béquer e depois adicionou água. Imediatamente, o metal começou a borbulhar com hidrogénio. Em seguida, a água evaporou em vapor, deixando para trás uma massa cinzenta efervescente de hidróxido de alumínio.
“Um dos impedimentos para essa tecnologia decolar é que [a reação alumínio-água] era simplesmente muito lenta”, diz Godart. “Mas você pode ver aqui que estamos produzindo vapor. Acabamos de fazer uma caldeira.”
De Europa à Terra
Godart era cientista da NASA quando começou a pensar em novas formas de liberar a energia armazenada no alumínio. Ele trabalhava na construção de robôs de alumínio que poderiam se consumir como combustível enquanto exploravam a lua gelada de Júpiter, Europa. Mas esse trabalho foi interrompido quando o Congresso reduziu o financiamento da missão.
“Eu estava tendo uma espécie de mini crise, pensando: preciso fazer algo sobre as mudanças climáticas, sobre os problemas da Terra”, diz Godart. “E então pensei: sabe de uma coisa, aposto que essa tecnologia do alumínio seria ainda melhor para aplicações aqui na Terra.” Depois de concluir uma tese de doutorado sobre combustíveis de alumínio no MIT, ele fundou a Found Energy em sua casa em Cambridge, em 2022 (no ano seguinte, foi incluído na lista anual 35 Innovators Under 35 da MIT Technology Review).
Até este ano, a empresa vinha trabalhando em uma escala minúscula, ajustando o catalisador e testando diferentes condições dentro de um pequeno reator de 10 quilowatts para fazer a reação liberar mais calor e hidrogénio mais rapidamente. Então, em janeiro, começou a projetar um motor 10 vezes maior, grande o suficiente para fornecer uma quantidade útil de energia para processos industriais além do laboratório.
Esse motor maior ocupava a maior parte do laboratório no segundo andar. O vaso do reator se assemelhava a uma caldeira de água deitada de lado, com tubulações e fios conectados a equipamentos de monitoramento que ocupavam quase tanto espaço quanto o próprio motor. Em uma das extremidades, havia um tubo para injetar água e um pistão para introduzir pellets de combustível de alumínio no reator em taxas variáveis. Na outra extremidade, tubos de saída transportavam os produtos da reação: vapor, gás hidrogénio, hidróxido de alumínio e o catalisador recuperado. Godart afirma que nenhum catalisador é perdido na reação, podendo ser reutilizado para produzir mais combustível.
A empresa ligou o motor pela primeira vez para iniciar os testes em julho. Em setembro, conseguiu fazê-lo atingir sua potência-alvo de 100 quilowatts — aproximadamente o mesmo que o motor a diesel de uma pequena caminhonete pode fornecer. No início de 2026, ela planeja instalar o motor de 100 quilowatts para fornecer calor e hidrogénio a uma fábrica de ferramentas. Este projeto-piloto deve servir como prova de conceito necessária para levantar recursos e construir um reator de 1 megawatt, dez vezes maior.
O projeto inicial utilizará o motor para fornecer vapor quente e hidrogénio. No entanto, a energia liberada no reator pode ser aproveitada de várias maneiras e em diferentes faixas de temperatura, segundo Godart. O vapor quente pode acionar uma turbina para gerar eletricidade, ou o hidrogénio pode ser usado em uma célula a combustível para gerar eletricidade. Ao queimar o hidrogénio dentro do vapor, o motor pode produzir vapor superaquecido a até 1.300 °C, que pode ser usado para gerar eletricidade de forma mais eficiente ou refinar produtos químicos. Queimando apenas o hidrogénio, é possível atingir temperaturas de 2.400 °C — quentes o suficiente para produzir aço.
Aproveitando sucata
Godart afirma que ele e seus colegas esperam que o motor eventualmente alimente muitos processos industriais diferentes, mas o alvo inicial é a própria indústria de refino e reciclagem de alumínio, já que ela lida com cadeias de suprimento de sucata metálica e óxidos de alumínio. “Recicladores de alumínio estão vindo até nós, pedindo que peguemos o resíduo de alumínio que é difícil de reciclar e o transformemos em calor limpo que eles possam usar para fundir novamente outro alumínio”, diz ele. “Eles estão implorando para que implementemos isso para eles.”
Citando acordos de confidencialidade, ele não revelou os nomes das empresas que estão oferecendo seu alumínio não reciclável, o que ele descreve como um “segredo sujo” de um setor que supostamente recicla tudo o que coleta. No entanto, estimativas do International Aluminium Institute, uma associação do setor, sugerem que, em escala global, pouco mais de 3 milhões de toneladas métricas de alumínio coletadas para reciclagem acabam não sendo recicladas a cada ano; outras 9 milhões de toneladas não são coletadas para reciclagem ou são incineradas junto com outros resíduos. Juntas, essas quantidades representam um pouco menos de um terço das aproximadamente 43 milhões de toneladas métricas de sucata de alumínio que são recicladas anualmente.
Mesmo que toda essa sucata inutilizada fosse recuperada para uso como combustível, ainda assim atenderia apenas a uma fração da demanda industrial total por calor — sem falar na demanda total de energia industrial. Mas o plano não é se limitar à sucata disponível. Eventualmente, diz Godart, a esperança é “recarregar” o hidróxido de alumínio que sai do reator, usando eletricidade limpa para convertê-lo novamente em alumínio metálico e reagí-lo mais uma vez. Segundo as estimativas da empresa, essa abordagem de “circuito fechado” poderia suprir toda a demanda global por calor industrial usando e reutilizando cerca de 300 milhões de toneladas métricas de alumínio — aproximadamente 4% das abundantes reservas de alumínio da Terra.
No entanto, toda essa recarga exigiria muita energia. “Se você fizer isso, [o combustível de alumínio] passa a ser uma tecnologia de armazenamento de energia, não exatamente uma tecnologia de fornecimento de energia”, diz Jeffrey Rissman, que estuda descarbonização industrial no Energy Innovation, um centro de pesquisas da Califórnia. Assim como outras formas de armazenamento de energia, como baterias térmicas ou hidrogénio verde, ele diz que essa solução ainda pode fazer sentido se o combustível puder ser recarregado com eletricidade limpa e de baixo custo. Mas isso será cada vez mais difícil de se obter em meio à corrida por energia limpa para tudo — desde centros de dados de IA até bombas de calor.
Apesar desses obstáculos, Godart está confiante de que sua empresa encontrará uma forma de fazer isso funcionar. O motor atual pode já ser capaz de extrair mais energia do alumínio do que o esperado. “Na verdade, acreditamos que ele pode chegar a meio megawatt”, afirma. “Ainda não o testamos em plena capacidade.”
James Dinneen
