A lata de refrigerante esmagada desaparece numa nuvem de vapor e, embora não seja visível, gás hidrogénio. “Posso manter esta reação apenas adicionando mais água”, diz Peter Godart, salpicando um pouco no béquer fumegante. “Isto é água à temperatura ambiente e está a ferver de imediato. Fazê-lo no seu fogão seria mais lento do que isto.”
Godart é o fundador e CEO da Found Energy, uma start-up 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 libertar 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 alguma vez construído.
No início do próximo ano, será instalado para fornecer calor e hidrogénio a uma fábrica de ferramentas no sudeste dos Estados Unidos, usando os próprios resíduos de alumínio produzidos pela unidade como combustível. (O fabricante preferiu não ser identificado até que o projeto seja formalmente anunciado.)
Se tudo correr como planeado, esta tecnologia, que utiliza um catalisador para libertar a energia armazenada dentro do metal de alumínio, poderá transformar uma fatia crescente de sucata de alumínio num combustível zero carbono. O calor elevado gerado pelo motor pode ser especialmente valioso para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa geradas por processos industriais, como a produção de cimento e a refinação de metais, que são difíceis de alimentar diretamente com eletricidade.
“Fomos nós que inventámos o combustível, o que é uma bênção e uma maldição”, diz Godart, rodeado pelos tubos e fios do reator experimental. “É uma enorme oportunidade para nós, mas também significa que precisamos de desenvolver todos os sistemas ao nosso redor. Estamos a redefinir o que é um motor.”
Os engenheiros consideram há muito tempo o uso do alumínio como combustível devido à sua elevada densidade energética. Uma vez refinado e fundido a partir do minério, o alumínio metálico contém mais do que o dobro da energia do gasóleo 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 liberta calor e gás hidrogénio, que podem ser aproveitados como fonte de energia zero carbono.
Metal líquido
O problema do alumínio como combustível — e o motivo pelo qual a sua lata de refrigerante não se incendeia espontaneamente — é que, assim que o metal começa a reagir, forma-se uma camada oxidada na sua superfície, impedindo o restante de reagir. É como um fogo que se apaga sozinho à medida que produz cinzas. “As pessoas já tentaram isto e abandonaram a ideia muitas, muitas vezes”, diz Godart.
Alguns acreditam que usar alumínio como combustível continua a ser uma tarefa inútil. “Esse uso potencial do alumínio reaparece a cada poucos anos e não tem qualquer 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 a trabalhar com o uso de alumínio para mover veículos nos anos 1980. Afirma que a reação alumínio-água não é suficientemente eficiente para justificar o metal como combustível, tendo em conta quanta energia é necessária para refinar e fundir o alumínio a partir do minério: “Uma ideia maluca será sempre uma ideia maluca.”
Mas Godart acredita que ele e a sua empresa encontraram uma forma de fazer isto funcionar. “O verdadeiro avanço foi pensar na catálise de uma forma diferente”, diz ele: em vez de tentar acelerar a reação aproximando a água e o alumínio de um catalisador, “invertemos o processo” e “encontrámos um material que podíamos 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 com que o metal forme espuma e se abra, expondo mais alumínio não reagido à água.
A composição do catalisador é confidencial, mas Godart afirma tratar-se de um “metal líquido de baixo ponto de fusão que não é mercúrio”. A sua investigação de doutoramento centrou-se 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 investigação e desenvolvimento da Found, que, após a ronda inicial de investimento de 12 milhões de dólares no ano passado, ocupa agora a maior parte de dois andares de um edifício industrial no bairro de Charlestown, em Boston. Usando um par de pinças para evitar iniciar a reação com a humidade dos dedos, colocou um pequeno pellet de alumínio tratado com o catalisador secreto num béquer e, em seguida, 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 esta tecnologia descolar é que [a reação alumínio-água] era simplesmente demasiado lenta”, diz Godart. “Mas pode ver aqui que estamos a produzir vapor. Acabámos de fazer uma caldeira.”
De Europa à Terra
Godart era cientista da NASA quando começou a pensar em novas formas de libertar a energia armazenada no alumínio. Trabalhava na construção de robôs de alumínio que poderiam consumir-se como combustível enquanto exploravam a lua gelada de Júpiter, Europa. Mas esse trabalho foi interrompido quando o Congresso reduziu o financiamento da missão.
“Estava a ter uma espécie de mini-crise, a pensar: preciso de fazer algo sobre as alterações climáticas, sobre os problemas da Terra”, diz Godart. “E então pensei: sabe de uma coisa, aposto que esta tecnologia do alumínio seria ainda melhor para aplicações aqui na Terra.” Depois de concluir uma tese de doutoramento sobre combustíveis de alumínio no MIT, 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 a trabalhar numa escala minúscula, ajustando o catalisador e testando diferentes condições dentro de um pequeno reator de 10 quilowatts para fazer a reação libertar mais calor e hidrogénio mais rapidamente. Depois, em janeiro, começou a projetar um motor 10 vezes maior, suficientemente grande para fornecer uma quantidade útil de energia para processos industriais para lá do laboratório.
Esse motor maior ocupava a maior parte do laboratório no segundo andar. O vaso do reator assemelhava-se a uma caldeira de água deitada de lado, com tubagens e fios ligados a equipamentos de monitorização que ocupavam quase tanto espaço quanto o próprio motor. Numa das extremidades, havia um tubo para injetar água e um pistão para introduzir pellets de combustível de alumínio no reator a 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 em julho, para iniciar os testes. Em setembro, conseguiu fazê-lo atingir a sua potência-alvo de 100 quilowatts — aproximadamente o mesmo que o motor a gasóleo de uma pequena carrinha pode fornecer. No início de 2026, a Found Energy planeia instalar o motor de 100 quilowatts para fornecer calor e hidrogénio a uma fábrica de ferramentas. Este projeto-piloto deverá servir como prova de conceito necessária para angariar 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 libertada no reator pode ser aproveitada de várias formas e em diferentes faixas de temperatura, segundo Godart. O vapor quente pode acionar uma turbina para gerar eletricidade, ou o hidrogénio pode ser usado numa célula de 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.
Aproveitar sucata
Godart afirma que ele e os seus colegas esperam que o motor venha eventualmente a alimentar muitos processos industriais diferentes, mas o alvo inicial é a própria indústria de refinação e reciclagem de alumínio, já que esta lida com cadeias de abastecimento de sucata metálica e óxidos de alumínio. “Os recicladores de alumínio estão a vir ter connosco, a pedir que aproveitemos 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 a implorar para que implementemos isto para eles.”
Citando acordos de confidencialidade, não revelou os nomes das empresas que estão a oferecer o seu alumínio não reciclável, o que descreve como um “segredo sujo” de um setor que supostamente recicla tudo o que recolhe. No entanto, estimativas do International Aluminium Institute, uma associação do setor, sugerem que, à escala global, pouco mais de 3 milhões de toneladas métricas de alumínio recolhido para reciclagem acabam por não ser recicladas a cada ano; outras 9 milhões de toneladas não são recolhidas para reciclagem ou são incineradas juntamente com outros resíduos. Juntas, estas quantidades representam um pouco menos de um terço das cerca de 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 procura industrial total por calor — sem falar na procura total de energia industrial. Mas o plano não é limitar-se à sucata disponível. Eventualmente, diz Godart, a esperança é “recarregar” o hidróxido de alumínio que sai do reator, usando eletricidade limpa para o converter novamente em alumínio metálico e fazê-lo reagir mais uma vez. Segundo as estimativas da empresa, essa abordagem de “circuito fechado” poderia suprir toda a procura 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 uma enorme quantidade de energia. “Se fizer isso, [o combustível de alumínio] passa a ser uma tecnologia de armazenamento de energia, não exatamente uma tecnologia de fornecimento de energia”, explica Jeffrey Rissman, que estuda a descarbonização industrial no Energy Innovation, um centro de investigação da Califórnia. Tal como outras formas de armazenamento de energia, como baterias térmicas ou hidrogénio verde, 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 obter, tendo em conta a corrida global por energia limpa para tudo — desde centros de dados de IA até bombas de calor.
Apesar desses obstáculos, Godart mantém-se confiante de que a sua empresa encontrará uma forma de fazer isto funcionar. O motor atual pode já ser capaz de extrair mais energia do alumínio do que o esperado. “Na verdade, acreditamos que pode chegar a meio megawatt”, afirma. “Ainda não o testámos em plena capacidade.”
Jonathan OCallaghan