8月4日消息,C&EN报道——人类对化石燃料的依赖有其充分理由:储量丰富、价格低廉、能量密度高。然而化石燃料燃烧产生严重污染和气候影响,推动了生物质、氨和氢等替代能源的开发。但还有另一类材料在燃烧时释放大量热能且不产生有害排放——金属。
金属锭不易点燃,但金属粉末具有高度可燃性。烟花闪光的原理就是金属粒子燃烧。粉末金属已用于固体火箭推进数十年。如今一批科学家和初创公司希望燃烧铁粉来产生热能和电力。
2026年3月,荷兰初创公司Renewable Iron Fuel Technology(RIFT)融资近1.31亿美元,用于建设其首座商业铁燃料工厂。德国达姆施塔特工大学(TU Darmstadt)的金属能源中心(Metal Energy Hub)计划将柏林一座关闭的燃煤电厂改造为铁燃料区域供热设施。其他初创公司包括加拿大的Altiro Energy和FeX Energy以及法国的Fenix Energy也在规划示范项目。
铁粉作为能源载体具有独特的循环优势:铁粉燃烧(氧化)释放热能后生成氧化铁(Fe₂O₃,即铁锈),随后可通过电解或绿氢将氧化铁还原为金属铁粉,完成能量循环。整个过程中唯一的输入是铁矿石/铁粉、空气和用于还原的绿氢/绿电,产物为铁锈和热能,无CO₂排放。
铁粉的能量密度约为7.5 MJ/kg(约为煤炭的60%,氢气的25%),但在储存和运输安全性上显著优于氢气和氨。铁粉可在常温常压下储存和运输,不存在爆炸或有毒泄漏风险。这使得铁粉特别适合作为长期储能和跨区域能源运输介质。
"我们称之为'新铁器时代',"金属能源中心董事总经理Marius Schmidt表示。东北大学(Northeastern University)燃烧工程师Yiannis Levendis指出:"当我告诉人们我在燃烧铁时,他们不相信。" 铁燃料技术仍处于早期商业化阶段,燃烧效率、氮氧化物排放控制和氧化铁还原能耗是关键技术优化方向。但在全球减碳和数据中心高功率需求的推动下,铁粉作为"可燃烧电池"的概念正在从实验室走向产业化。
(来源:C&EN)