▌47 萬輛中國電動大巴帶來的靈感

2023 年,中國公共交通網絡擁有超過 47 萬輛電動客車,每天在城市中運送乘客。這些大巴給了 AirJoule 意想不到的啟發——這家公司想用一套系統,把風冷數據中心排出的廢熱“榨”出水來,再次利用。 AirJoule 首席執行官 Matt Jore 回憶:“我前一家公司曾與中國電池制造商寧德時代(CATL)合作,把我們的電機技術與他們的電池結合,開發了一套先進電驅動系統,如今已在中國各地的大巴上運行。過程中我們發現,在擁堵城市,90% 的路程都在走走停停,空調幾乎一直滿負荷,空調能耗可達正常行駛時的 7~8 倍。于是我們開始研究如何提高空調效率,也就有了今天的 AirJoule。” 雖然 AirJoule 的系統暫時不會裝到公交車上,但它瞄準的是數據中心等大量產熱的工業場景,聲稱可顯著降低能耗。
▌MOF:金屬有機框架的商用突破
AirJoule 設備的核心是金屬有機框架(MOF)——一種多孔聚合物,具有極強吸附能力和巨大比表面積,理論上能精準“捕捉”水分子。MOF 已出現多年,但商業落地難在兩個痛點: 激活 MOF 需要熱量; 材料昂貴,曾高達每公斤 5,000 美元。 AirJoule 與化工巨頭巴斯夫(BASF)合作,通過規模化生產把成本壓到約 50 美元/公斤。對于第一個問題,AirJoule 把 MOF 吸附時產生的熱量回收,用于水蒸氣冷凝,實現“熱中性”流程。 Jore 解釋工作流程: ? 暖空氣進入設備,被分為“吸附腔”和“脫附腔”并行運行; ? 吸附腔產生的熱量直接送到脫附腔,腔體抽真空后,MOF 上的水分子被“拉”出; ? 真空擺動壓縮機將數萬億水蒸氣分子抽出,輕微加壓升溫,使其冷凝成液態水。
▌水量與能耗
產水量取決于模塊數量: ? 單個模塊日產 1,000 升蒸餾水; ? 可按需模塊化疊加。 這些水既可供數據中心冷卻系統循環,也可輸送給周邊社區。 盡管號稱“熱中性”,AirJoule 仍產生少量廢熱。今年 3 月公布的測試顯示,系統從空氣中提取純蒸餾水的能耗低于 160 Wh/L(瓦時每升)。 官方對比: ? 冷媒系統:400–700 Wh/L; ? 干燥劑系統:>1,300 Wh/L。 AirJoule 分別節能約 4 倍、8 倍。
▌技術來源與資本路徑
技術原型出自美國華盛頓州里奇蘭的太平洋西北國家實驗室(PNNL)Pete McGrail 博士。疫情封鎖期間,Jore 與 GE Vernova(通用能源業務拆分后的公司)團隊在其蒙大拿車庫相聚,把兩家技術融合:“GE 的四位博士來了一周,周末我們就舉杯慶祝,因為看到了希望。” 2024 年 3 月,Jore 的 Montana Technologies 與 GE Vernova 成立 50:50 合資公司;隨后通過 SPAC 上市,募資 5,000 萬美元;今年 4 月再獲 1,500 萬美元追加投資,GE Vernova 繼續參投。盡管股價今年以來顯著下跌,團隊仍計劃年內交付可展示的原型機。
▌落地場景:數據中心先行
文章首發后,AirJoule 宣布與一家“未具名的超大規模數據中心開發商”達成試點協議。Jore 指出: “過去 20 年,使用干燥劑吸水的公司沒有像我們這樣回收吸附熱。 全球水危機,無論在美國西南還是全球南方,都不會由一家公司解決,且未來五年可能加劇。但 AirJoule 提供了獨特方案: ? 減少數據中心冷卻用電; ? 把大氣變成可持續水源。 ‘數據中心圈現在都在談缺電,而我們想說的是:全球最大的水庫就在頭頂——空氣。AirJoule 讓開采這座水庫第一次成為真正合乎倫理與經濟的方案。’”

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