由Eric Donsky发起的初创公司Atomic13，与美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）签署了一项独家协议。根据协议，Atomic13将PNNL的剪切辅助加工和挤压工艺（ShAPE™）专利技术商业化。ShAPE技术可以将100%的消费后废铝转化为高质量的挤压制品。Atomic13旨在为建筑和消费品市场打造一系列6061和6063合金的定制型材。

Atomic13的创始人Eric Donsky说：“ShAPE技术对美国制造业和我们关键基础设施的建设来说是一个巨大的机会。我们相信，铝挤压行业的建筑循环性具有巨大的环境和商业价值，同时有助于建筑业大幅降低其产品的内含碳。”

PNNL的ShAPE专利技术，使用旋转压头将废铝直接挤压，形成挤压材。装有废铝的容器通过旋转头挤压模具，这会产生摩擦，通过摩擦加热以软化废铝，使其足以通过旋转模具挤压。该过程将废铝组合并旋转，生产挤压型材。由于该技术不需要预热，不需要挤压过程中的外部加热或均化，因此，与传统挤压工艺出相比，ShAPE技术节省了能源。

领导这项研究的PNNL首席科学家Scott Whalen表示：“ShAPE制造工艺在多个方面节约能源并消除温室气体排放。首先，该工艺不需要添加原铝，也不需要均质化挤压坯料，即不需要在挤压前在接近500°C的温度下进行6至24小时的热处理。”

该技术不需要在挤压过程中添加原铝，原铝（取决于其来源）可能具有高碳足迹。相反，该工艺还允许利用100%的废铝，包括低品位废铝，包括Twitch（一种消费后的碎铝废料混合物，最多含有1%的铁、1%的锌和1%的镁）。

Donsky说：“创造一个循环市场，为这种Twitch废料提供价值，从而有可能为建筑业、体育用品制造商、汽车零部件和太阳能电池板制造等新兴行业的框架开辟了新的工业用途。”

铝挤压制品是建筑业的支柱。ShAPE工艺进一步打开了在建筑中利用废铝的潜力，该过程产生高剪切力，将废铝中的杂质粉碎成微小颗粒，并将其均匀分散在铝微观结构中。例如，这种分散消除了使用传统方法制造的回收铝产品中可能产生微裂纹的微观结块。ShAPE铝挤压工艺，譬如在加工前用25-40%的原铝稀释回收铝中存在的杂质，从而大大节省了能源。

PNNL团队进行了严格的测试，评估了铝杆、管和不规则中空多通道梯形材料在机械应力下的力学性能。该团队测试了540种独特条件的产品，这些产品由消费后的废铝制成，其中铁的含量可达0.2-0.34%。所有产品的屈服强度和极限抗拉强度均达到或高于ASTM国际标准。

Whalen指出：“全球约55%的铝挤压市场为建筑业提供服务，ShAPE将铝回收纳入建筑结构是建筑环境脱碳的巨大机会。我们发现，铝金属中独特的微观结构比以前想象的更能耐受杂质。这使我们能够在保持材料性能的同时，更深入地进入废铝市场。”

目前，Atomic13正与挤压行业的一家领先设备公司合作，对该技术的第一条商业生产线进行设计，并正在评估位于中西部和东南部的工厂位置。Atomic13正在与对建筑材料的可持续性和脱碳感兴趣的建筑商进行磋商，并计划在2025年初接受产品订单。

Donsky说：“ShAPE技术使Atomic13等公司能够生产100%消费后废铝制成的铝挤压制品，产品碳含量降低90%。与此同时，低原料成本降低了消费者的成本。我们期待着继续与PNNL的工程师合作，推进这项有前景的技术。”