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波士顿初创靠铝厂废液提镓,意图改变美国半导体供应链

IP属地 中国·北京 DeepTech深科技 时间:2026-05-12 18:27:20



对于美国来说,镓是国防、半导体和能源领域的战略性材料。为此,美国麻省理工学院博士毕业生皮特·戈达特(Peter Godart)创立的 Found Industries 公司研发出了两项技术。第一项是把废铝变成零碳燃料,第二项是从铝厂废液里提取战略金属镓。

2022 年,他在自己家地下室成立了这家公司,后来搬到波士顿查尔斯顿一个两万平方英尺的厂房。Peter 之前在 MIT 拿的是机械工程和电气工程双学位,在 MIT 读博时研究用铝做燃料,在 NASA 造过机器人。他的团队现在有二十多人,团队成员包括电化学家、工业流程工程师、控制工程师,很多团队成员来自壳牌、洛克希德·马丁和挪威海德鲁这样的老牌工业公司。

Peter 的铝燃料技术原理是这样的:普通铝遇水会立刻生成一层氧化膜把自己包住,反应瞬间停止。他在铝里掺了一种液态金属催化剂,铝遇水时催化剂让铝块像爆米花一样炸开,暴露出新鲜表面继续反应,直到整块铝全部烧完。

反应温度轻松超过 1,000 摄氏度,产出的蒸汽可以驱动机器,氢气和蒸汽混合燃烧能加热到 1,300 度,这个温度是足够炼钢使用的。反应后的铝氧化物可以卖回给铝厂,或者用绿电电解重新变回铝形成一个闭环。

他的公司已经建成 100 千瓦级演示装置,准备明年在一家工厂落地运行。全世界每年有超过 300 万吨回收铝最终无人处理,Peter 想把这些废物变成能源。不过相比全球每年 4,300 万吨的回收铝总量,这个数字还不到十分之一。因此,Peter 的目标是想把整个铝工业变成一个巨大的储能网络。

做铝燃料需要催化剂,催化剂的原料包含一种叫镓的金属。Peter 在开发燃料业务时发现,全球 99% 的镓供应来自美国以外。他买不到某些关键设备,所以自己从头研发提取技术,这个技术后来成了他公司的第二张王牌。其技术可以直接从铝厂的拜耳液(一种强碱性工业液体)中连续电解回收镓,不需要进口任何有机化学品或树脂。


图 | 皮特·戈达特(Peter Godart)(JAMES DINNEEN)

前不久,美国政府给了他 540 万美元,支持他把这项技术推向商业。对于美国来说没有镓的话,雷达、卫星、5G 基站里的氮化镓芯片都造不出来。Peter 的公司计划 2027 年底开始量产镓、铟、锗等金属,在为自己的燃料业务保供的同时,也希望能给美国的工业链补上一块短板。

铝的能量密度很高,每升是锂电池的 40 倍左右。铝是地球上最常见的金属,每年已经有 7,000 万吨在全球运输,如果能把它当燃料用,能源存储和运输的问题就解决了一大半。而 Peter 的发动机技术本质上是一个催化铝水反应器,把催化剂处理过的铝和水喂进去,出来的是高温蒸汽和氢气的混合气,可以直接供热,也可以推动汽轮机发电。

这个反应器的工作原理有点像高压锅,铝燃料被做成小颗粒,通过一个活塞装置定量推入反应室。水泵同时注入常温水,水和铝在催化剂作用下剧烈反应,瞬间产生大量蒸汽和氢气。

反应室内的压力随之升高,高温混合气从出口喷出,进入散热器或涡轮。反应完的固体残渣是氢氧化铝和催化剂的混合物,通过底部的排渣口收集起来。其中,催化剂不参与消耗,可以被回收再利用。而氢氧化铝则可以卖给建材厂或氧化铝厂。

Peter 的团队在实验室里用这台装置做了上千次测试,反复优化了反应参数。铝颗粒的尺寸太大反应不彻底,太小又容易堵塞进料口。同时,水温和流速也会影响反应的剧烈程度。经过不断调试,他们找到了一个稳定的操作窗口,目前这台 100 千瓦级的装置现在已经可以连续运行数小时,不需要人工干预。


(https://found-industries.com/)

铝燃料的闭环循环是 Peter 的远期目标,反应出来的氢氧化铝运回铝厂,用水电或太阳能电解,重新变回铝然后再做成燃料。整个链条不排放二氧化碳,用的全是已有的工业基础设施。

铝厂是该公司最大的潜在客户,它们需要大量热能来熔炼铝,同时又能产出废铝和回收氧化铝。据了解,一家中等规模的铝厂每天消耗的热能相当于几千吨煤炭,如果用铝燃料替代一部分碳排放会显著下降。

当然,铝燃料不可能完全取代化石能源,不过对于那些没法进行电气化的工业环节来说,比如水泥窑、化工厂、炼钢炉,它提供了一个当下就能用的低碳选项。目前,Peter 的公司已经拿到了美国能源部的支持,也在和日本、欧洲的企业洽谈合作。


(JAMES DINNEEN)

提取金属镓的业务也在同步推进,Peter 的团队在实验室里搭建了一个小型电解槽,用拜耳液做原料连续运行了几周,证明了技术的稳定和可靠。他们下一步要在一个真实的铝厂里做中试验证,如果成功这将是美国本土第一条从工业废液中回收镓的生产线,这种方法的成本比传统工艺低不少,因为不需要采购昂贵的树脂和化学品,电耗也更低。

对于未来计划,他告诉一家美国媒体:“眼下的核心战略是攻克关键金属,这既是(美国)国家战略所需,也是我们的立身之本。我们正致力于实现供应链的纵向一体化,力求实现自给自足。在实体产业掌控进料端已是竞争的入场券,唯有扼住原材料的咽喉,我们的铝燃料业务才能走得更远。”

参考资料:

1.https://news.mit.edu/2026/found-industries-aims-to-strengthen-americas-industrial-supply-chains-0503

https://www.linkedin.com/in/petergodart/

https://found-industries.com/

https://found-industries.com/boston-based-found-energy-wins-prestigious-international-competition-at-hello-tomorrow-global-summit/

https://found-industries.com/found-energy-wins-inaugural-boston-climate-leader-award-for-green-energy-innovation/

https://www.technologyreview.com/2025/10/23/1126397/startup-aluminum-zero-carbon-fuel/

运营/排版:何晨龙

注:封面/首图由 AI 辅助生成

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