CO2-ыг хатуу нүүрстөрөгч болгон хувиргах SkyNano стартап: 1-р хэсэг

2050 он гэхэд маш их хүлэмжийн хийн ялгаруулалт хэвээр байх болно - зарим тооцоогоор жилд 10-15 тэрбум тонн байна. Хэрэв дэлхий 2050 он гэхэд цэвэр тэг болно гэвэл энэхүү "үлдэгдэл" хүлэмжийн хийг ямар нэгэн байдлаар зайлуулах ёстой. Нэг арга болох нүүрстөрөгчийг барих, газар доорх хуримтлал (CCUS) нь газрын тос, хийгээр хэрэгжсэн учраас хамгийн их судлагдсан байдаг. компаниуд хэдийгээр олон арван жилийн турш ноцтой хязгаарлалтууд.

Гэхдээ блок дээр шинэ хүүхэд байна. А SkyNano нэртэй компани, 2017 онд эхэлсэн, цахилгаан химийн процессыг ашигладаг CO2-ыг хатуу нүүрстөрөгчийн нано хоолой болгон хувиргах Уламжлалт нано хоолой үйлдвэрлэхэд ашигладаг термохимийн процесс гэхээсээ илүү. Цорын ганц дайвар бүтээгдэхүүн нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, полициклик үнэрт нүүрсустөрөгч (PAHs), дэгдэмхий органик нэгдлүүдээс (VO) ялгаатай нь хүчилтөрөгч юм.VO
Cs) бусад аргуудаас.

Нүүрстөрөгчийн нано хоолой нь нанометрийн хэмжээтэй нүүрстөрөгчийн хөндий хоолой юм. Эдгээр хатуу нүүрстөрөгч нь хатуу бөгөөд тээврийн хэрэгслийн хуягт ашиглагддаг. Тэд цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай бөгөөд дамжуулах кабельд ашиглагддаг. Эдгээр нь уян хатан бөгөөд нэхмэл даавуунд ашиглагддаг.

Уг процессыг цемент болон гангийн үйлдвэрүүдээс ялгарах CO2-ын урсгалыг хувиргахад ашиглаж болох тул энэ нь багасгахад хэцүү ялгаралтыг арилгах том амлалт өгч байна.

SkyNano компанийн гүйцэтгэх захирал нь Анна Дуглас бөгөөд 2017 онд Вандербилтэд докторын зэрэг хамгаалж байхдаа SkyNano компанийн ерөнхий захирал профессор Кэри Пинттэй хамтран компанийг үүсгэн байгуулсан. Анна 2014 онд Лигийн их сургуулийг математик, химийн мэргэжлээр, 2019 онд Вандербилтэд салбар хоорондын материал судлалын чиглэлээр докторын зэрэг хамгаалсан. SkyNano-ийн технологитой холбоотой түүний ажлыг олон шинжлэх ухааны хэвлэлүүд онцолж, 2019 оны Forbes 30-аас доош насны 30-аас доош насны шагнал, 2020 оны R&D100 шагнал, 2021 оны TechConnect инновацийн шагнал, 2022 оны Засаг даргын Байгаль орчны асуудал хариуцсан мэргэжилтэн зэрэг шагналуудыг хүртжээ.

Аннатай хийсэн ярилцлагын 1-р хэсгийг стартап компаний шинэ технологи, санхүүжилт, түүний дотор нүүрстөрөгчийг барих, газар доор шахах, хадгалах (CCUS)-тай харьцуулсан тухай өгүүлнэ.

2-р хэсэг удахгүй гарах бөгөөд зах зээл, цаг уурын шийдэлд зориулагдсан болно.

1. SkyNano компани үүссэн түүх юу вэ?

Би бакалаврын оюутан байхдаа АНУ-ын Кливленд дэх НАСА Гленн судалгааны төвд зуны дадлага хийж, нано технологи, материалын шинжлэх ухаанд бүрэн дурласан. Эрчим хүчний хуримтлал нь тогтвортой эрчим хүчний дэд бүтцэд хамгийн чухал саад тотгор учруулдаг (мөн байгаа) гэдгийг маш сайн мэдэрсэн тул би Вандербилтэд материалын шинжлэх ухааны докторын зэрэг хамгаалахаар очиж, эрчим хүч хадгалах наноматериал дээр судалгааны сэдэв болгон ажиллаж эхэлсэн. Би батерейг судалж байхдаа бид батерейг бүрдүүлдэг олон материалыг нэгтгэж, олборлох арга нь үнэхээр тогтвортой биш бөгөөд батерейг "цэвэр" технологи болгон ашиглахад сөрөг нөлөө үзүүлж болохыг ойлгосон.

Миний докторын зөвлөх бид хоёр батерейны химийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг нүүрстөрөгчийн бүтцийг бий болгох өөр аргуудыг хайж эхэлсэн бөгөөд 1900-аад оны эхэн үеэс CO2-ийг хатуу нүүрстөрөгч болгон хувиргах цахилгаан химийн процессыг нээсэн боловч өндөр сонгомол чанаргүй. тусгай нүүрстөрөгчийн бүтцийн хувьд. Хэрэв бид энэ сэдвийг наноматериалын синтезийн суурь талаас нь авч үзвэл технологийг зах зээлд нэвтрүүлэхэд шаардагдах сонгомол чанарыг сайжруулж чадна гэж бид бодсон. Үүний дараахан бид Эрчим хүчний яамны "Инновацийн уулзвар" хөтөлбөрөөс анхны санхүүжилтээ авсан бол лабораторид суулгасан энтрепренёруудын хөтөлбөр, үлдсэн хэсэг нь түүх юм.

2. SkyNano-ийн үндсэн технологи нь юу вэ?

SkyNano-ийн үндсэн технологи нь 1900-аад оны эхэн үеэс дэлхийн өнцөг булан бүрт эрдэм шинжилгээний лабораторид судлагдсан химийн процесс дээр суурилдаг. Үндсэндээ энэ нь оксидын молекулуудаар дамжуулан CO2-ыг химийн шингээж карбонат үүсгэх, дараа нь уг карбонатын молекулыг анхны исэл болгон цахилгаан химийн задралд оруулахад суурилдаг. Энд байгаа цэвэр урвал нь ердөө л CO2 à C (хатуу) + O2 (хий) юм. Хийн нүүрстөрөгчийн давхар ислээс хатуу нүүрстөрөгчийг гаргаж авах энгийн 4 электрон процесс учраас энэ үйл явцын үр дагавар нь гүн гүнзгий юм.

CO2 нь маш тогтвортой бөгөөд энэ нь манай агаар мандалд асуудал үүсгэж байгаагийн нэг хэсэг боловч бид түүнийг хатуу нүүрстөрөгч хэлбэрт нь буцаан авчрах үед энэ нь маш тогтвортой бөгөөд нүүрстөрөгчийн байнгын хадгалалт болдог. CO2 хувиргах олон технологи нь амьдралынхаа мөчлөгт CO2-ыг дахин ялгаруулах эцсийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг тул энэ нь чухал ялгаа юм. Эдгээр нь хамгийн сайн нүүрстөрөгчийг саармагжуулдаг боловч урт хугацааны байнгын хадгалалтаар хангадаггүй. Манай үйл явц шиг хатуу бүтээгдэхүүнүүд нь нүүрстөрөгчийн хувиргалт (CO2-аас хэмнэлттэй бүтээгдэхүүн гаргах) болон шүүрэлт (урт хугацааны хадгалалт) гэсэн хоёр ертөнцийн хамгийн шилдэгийг харуулдаг.

3. SkyNano компани хэрхэн санхүүждэг вэ? Оролцсон оролцогч талууд хэн бэ? Таны санхүүжилтийн зорилго юу вэ?

2022 оны 8.5-р сарын байдлаар SkyNano нь янз бүрийн холбооны, муж, арилжааны эх үүсвэрээс шингэрүүлэхгүй санхүүжилтийн хэлбэрээр ~XNUMX сая доллар (сая) босгосон. Манай холбооны үндсэн дэмжигчид бол АНУ-ын Эрчим хүчний яам, Үндэсний шинжлэх ухааны сан, АНУ-ын Батлан ​​хамгаалах яам юм. SkyNano-ийн технологи нь нүүрстөрөгчгүйжүүлэх хүчин чармайлтаар эсвэл үндэсний аюулгүй байдлын чухал материал гэж тодорхойлсон бидний үйлдвэрлэж буй тусгай материалаар дамжуулан бараг бүх холбооны агентлагийн стратегийн зорилгод хүрдэг. Үүний тулд бид утааны эх үүсвэр, нүүрстөрөгчийг зайлуулах талаар санаа зовж буй бодлого боловсруулагчид, нүүрстөрөгчийг зайлуулах зээлийн үйлчлүүлэгчид, бидний үйлдвэрлэсэн материалын үйлчлүүлэгчид зэрэг олон оролцогч талуудтай.

Байгуулагдсан цагаасаа хойш бид CO2-аас үйлдвэрлэдэг материалын хэрэглэгчдэд лазерын туяанд анхаарлаа хандуулж ирсэн. Хатуу нүүрстөрөгчийн нэмэлт материалууд нь өргөн хүрээний бүтэцтэй байдаг бөгөөд бид хямд үнэтэй дэвшилтэт нүүрстөрөгчийн материалаар дамжуулан шинэ зах зээлийг бий болгохын зэрэгцээ өнөөгийн зах зээлийн олон хэрэгцээг хангах боломжтой юм. Бидний санхүүжилтийн зорилго нь хэрэглэгчийн хэрэгцээг хангахад чиглэгдсэн хэвээр байгаа бөгөөд ийм учраас R&D тэтгэлэг болон үйлчлүүлэгчидтэй хийсэн төлбөртэй туршилтын аль алинаас нь эх үүсвэртэй төсөлд суурилсан санхүүжилтэд төвлөрдөг.

4. Та агаараас шууд авах замаар CO2-оо авдаг. Энэ тийм ч үр дүнтэй биш, тийм ээ. Та үүнийг цемент, гангийн үйлдвэрүүд болон бусад бууруулахад хэцүү салбаруудын төвлөрсөн CO2-ийн урсгалаас авч чадах уу?

Тэр нь зөв юм. Агаар мандлаас CO2-ыг гаргах нь тийм ч үр дүнтэй биш юм. Манай технологи мэдээж болно Энэ нь агаарыг шууд авах процесс шиг ажилладаг боловч бид хамгийн багадаа 1% CO2 агуулсан оролтын урсгалтай ажиллахад илүү үр дүнтэй байдаг. Эдгээр нь цемент, ган, химийн бодис, эрчим хүчний үйлдвэрлэл зэрэг үйлдвэрүүдэд байдаг хог хаягдлын урсгал юм. Бид одоогийн байдлаар манай улсын хамгийн том нийтийн аж ахуйн байгууллага болох Теннессигийн хөндийн захиргаатай байнгын хамтын ажиллагаатай байгаа бөгөөд байгалийн хийн цахилгаан станцуудын утааны хийг хатуу нүүрстөрөгчийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглаж болохыг харуулахын тулд бид одоо ажиллаж байна.

Нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтын гинжин хэлхээнд олон тооны оролцогч талууд байдаг. Нэг талд нь СО2-ийн төвлөрсөн урсгалыг бий болгохын тулд агаарыг шууд татахад маш тохиромжтой хэд хэдэн технологи байдаг. Нөгөө талд нь өндөр цэвэршилттэй CO2 (>90%) боловсруулах чадвартай олон технологи байдаг. Урьдчилан баяжуулахгүйгээр 1-80% CO2-тай ажиллах боломжтой технологи хамаагүй бага бөгөөд өнөөдөр манай CO2 ялгаралтын дийлэнх нь эндээс гарч байна. SkyNano-ийн технологи нь утааны ялгаруулалтыг цэгийн эх үүсвэртэй шууд холбож, бидний өнөөдрийн амьдралын чанарыг хангахад түшиглэдэг зарим салбарыг нүүрстөрөгчгүйжүүлэхэд маш сайн ажилладаг.

5. Нүүрстөрөгчийг барьж авах, газар доор шахах, CO2 (CCUS) хадгалахтай харьцуулахад таны үйл явц хэр үнэтэй вэ, энэ нь нөгөө талд нь газрын тос үйлдвэрлэхгүй бол нүүрстөрөгчийн татвар төлөх шаардлагатай байж магадгүй юм.

CCUS-ийг сорьж буй эдийн засаг нь үндсэндээ нүүрстөрөгчийн татвараас гадна эдийн засгийн эерэг үр дүн байхгүй тул нийт дасгал нь компаниудын хувьд цэвэр алдагдал юм. Технологийн төлөвшил, нүүрстөрөгчийг хурдан ангижруулах хүсэл эрмэлзлээс шалтгаалан томоохон компаниуд яг одоо CCUS-ийг авч үзэж байгаа ч энэ нь татварт суурилсан урамшуулалтай байсан ч гэсэн бүх тохиолдолд нийт цэвэр алдагдал юм.

SkyNano-ийн үйл явц нь CO2, хатуу нүүрстөрөгчөөс гаргаж авсан бүтээгдэхүүний үнэ цэнэд үндэслэн эдийн засгийн хувьд боломжтой бөгөөд татварын урамшуулал зүгээр л урамшуулал болно. Үнэн хэрэгтээ одоогийн 45-р улирлын татварын бүтцийн дагуу татварын хөнгөлөлтөөс олох боломжит орлого нь манай нүүрстөрөгчийн бүтээгдэхүүний орлоготой харьцуулахад маш бага юм.

Зардлын тухайд CCUS-д тулгардаг бэрхшээлүүдийн нэг нь зөвшөөрөгдөх, зохицуулалтын саад тотгорууд болон технологийг давуу тал дээр нь үнэлэхэд тэр бүр тодорхой байдаггүй бусад зардал юм. SkyNano-ийн хувьд бидний зардал голчлон үйл явцыг удирдан чиглүүлэхэд шаардагдах цахилгаан эрчим хүчнээс бүрддэг бөгөөд эрчим хүчний үнийг бууруулж, илүү сэргээгдэх эрчим хүчийг эрчим хүчээр хангана гэж найдаж байна.

Хэд хэдэн асуулт хариултыг үзнэ үү CO2-ыг хатуу нүүрстөрөгч болгон хувиргах SkyNano стартап: 2-р хэсэг – Зах зээл ба цаг уурын шийдэл.