由Eric Donsky發起的初創公司Atomic13，與美國能源部太平洋西北國家實驗室（PNNL）簽署了一項獨家協議。根據協議，Atomic13將PNNL的剪切輔助加工和擠壓工藝（ShAPE?）專利技術商業化。ShAPE技術可以將100%的消費后廢鋁轉化為高質量的擠壓制品。Atomic13旨在為建筑和消費品市場打造一系列6061和6063合金的定制型材。

Atomic13的創始人Eric Donsky說：“ShAPE技術對美國制造業和我們關鍵基礎設施的建設來說是一個巨大的機會。我們相信，鋁擠壓行業的建筑循環性具有巨大的環境和商業價值，同時有助于建筑業大幅降低其產品的內含碳。”

PNNL的ShAPE專利技術，使用旋轉壓頭將廢鋁直接擠壓，形成擠壓材。裝有廢鋁的容器通過旋轉頭擠壓模具，這會產生摩擦，通過摩擦加熱以軟化廢鋁，使其足以通過旋轉模具擠壓。該過程將廢鋁組合并旋轉，生產擠壓型材。由于該技術不需要預熱，不需要擠壓過程中的外部加熱或均化，因此，與傳統擠壓工藝出相比，ShAPE技術節省了能源。

領導這項研究的PNNL首席科學家Scott Whalen表示：“ShAPE制造工藝在多個方面節約能源并消除溫室氣體排放。首先，該工藝不需要添加原鋁，也不需要均質化擠壓坯料，即不需要在擠壓前在接近500°C的溫度下進行6至24小時的熱處理。”

該技術不需要在擠壓過程中添加原鋁，原鋁（取決于其來源）可能具有高碳足跡。相反，該工藝還允許利用100%的廢鋁，包括低品位廢鋁，包括Twitch（一種消費后的碎鋁廢料混合物，最多含有1%的鐵、1%的鋅和1%的鎂）。

Donsky說：“創造一個循環市場，為這種Twitch廢料提供價值，從而有可能為建筑業、體育用品制造商、汽車零部件和太陽能電池板制造等新興行業的框架開辟了新的工業用途。”

鋁擠壓制品是建筑業的支柱。ShAPE工藝進一步打開了在建筑中利用廢鋁的潛力，該過程產生高剪切力，將廢鋁中的雜質粉碎成微小顆粒，并將其均勻分散在鋁微觀結構中。例如，這種分散消除了使用傳統方法制造的回收鋁產品中可能產生微裂紋的微觀結塊。ShAPE鋁擠壓工藝，譬如在加工前用25-40%的原鋁稀釋回收鋁中存在的雜質，從而大大節省了能源。

PNNL團隊進行了嚴格的測試，評估了鋁桿、管和不規則中空多通道梯形材料在機械應力下的力學性能。該團隊測試了540種獨特條件的產品，這些產品由消費后的廢鋁制成，其中鐵的含量可達0.2-0.34%。所有產品的屈服強度和極限抗拉強度均達到或高于ASTM國際標準。

Whalen指出：“全球約55%的鋁擠壓市場為建筑業提供服務，ShAPE將鋁回收納入建筑結構是建筑環境脫碳的巨大機會。我們發現，鋁金屬中獨特的微觀結構比以前想象的更能耐受雜質。這使我們能夠在保持材料性能的同時，更深入地進入廢鋁市場。”

目前，Atomic13正與擠壓行業的一家領先設備公司合作，對該技術的第一條商業生產線進行設計，并正在評估位于中西部和東南部的工廠位置。Atomic13正在與對建筑材料的可持續性和脫碳感興趣的建筑商進行磋商，并計劃在2025年初接受產品訂單。

Donsky說：“ShAPE技術使Atomic13等公司能夠生產100%消費后廢鋁制成的鋁擠壓制品，產品碳含量降低90%。與此同時，低原料成本降低了消費者的成本。我們期待著繼續與PNNL的工程師合作，推進這項有前景的技術。”