Tecnología de captura directa de aire licenciada a Kno

DOE/Laboratorio Nacional de Oak Ridge

imagen: La química sustentable de Radu Custelcean para capturar el dióxido de carbono del aire ha sido licenciada a Holocene.ver más

Crédito: Genevieve Martin/ORNL, Departamento de Energía de EE. UU.

Una química innovadora y sostenible desarrollada en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía para capturar dióxido de carbono del aire ha sido autorizada a Holocene, una empresa emergente con sede en Knoxville que se enfoca en diseñar y construir plantas que eliminan el dióxido de carbono del aire atmosférico.

"ORNL está abordando el cambio climático mediante el desarrollo de numerosas tecnologías que reducen o eliminan las emisiones", dijo Susan Hubbard, subdirectora de ciencia y tecnología de ORNL. "Pero con miles de millones de toneladas de dióxido de carbono ya en el aire, debemos capturar el dióxido de carbono de la atmósfera para frenar y revertir los efectos del cambio climático".

"La captura directa de aire nos permite recolectar emisiones heredadas", dijo Radu Custelcean, científico de la División de Ciencias Químicas de ORNL e inventor de la tecnología con licencia. "Nuestra tecnología es uno de los pocos enfoques que pueden hacer eso. Ofrece un nuevo enfoque de eficiencia energética para eliminar el CO2 directamente del aire".

VIDEO: Tecnología de captura directa de aire licenciada al Holoceno

En la captura directa de aire, un gran ventilador empuja el aire a través de una cámara de contacto donde el aire interactúa con compuestos químicos que filtran y capturan el dióxido de carbono. Luego, el CO2 puede liberarse del material de captura y almacenarse bajo tierra.

La fundadora y directora ejecutiva de Holocene, Anca Timofte, dijo que existen varios enfoques químicos para la captura directa de aire, o DAC, cada uno con ventajas e inconvenientes.

"La química de ORNL combina las mejores características de los enfoques existentes de DAC para crear un proceso de baja temperatura a base de agua", dijo.

El proceso de Custelcean utiliza una solución acuosa que contiene receptores descubiertos por ORNL llamados bis-iminoguanidina, o BIG, para absorber dióxido de carbono. Cuando esto sucede, los BIG se convierten en una sal cristalina insoluble, que se puede separar fácilmente de la solución líquida. Custelcean y su equipo de investigación descubrieron esta nueva química por casualidad mientras realizaban experimentos fundamentales de cristalización. La tecnología de emisión negativa de bis-iminoguanidina resultante, o BIG-NET, recibió un premio R&D 100 en 2021.

El descubrimiento de BIG impulsó la investigación de Custelcean en una nueva dirección.

"Haciendo investigación básica bajo el programa de Ciencias Básicas de la Energía del DOE, tengo la flexibilidad de cambiar de dirección si encuentro algo interesante", dijo Custelcean. "La investigación básica nos permite comprender mejor todas las reacciones y procesos elementales involucrados. Pero a través de la concesión de licencias, podemos ver una progresión con nuestros socios en el desarrollo de la tecnología. Estamos involucrados en todo el espectro de la investigación".

Timofte, originario de Rumania, tiene experiencia en ingeniería química y trabajó en una de las primeras empresas de captura directa de aire del mundo, Climeworks, con sede en Suiza. Ella contribuyó al diseño de la planta más grande de la compañía, que se encuentra en Islandia. Con un interés creciente en los aspectos financieros y de mercado de la captura de carbono, dejó Climeworks para inscribirse en el programa de Maestría en Administración de Empresas de la Universidad de Stanford para centrarse en la tecnología climática y el espíritu empresarial.

Timofte siguió con avidez la literatura publicada sobre la captura de carbono. Las publicaciones de Custelcean le llamaron la atención (reconoció que el nombre era rumano) y vio cómo su química podía abordar los principales obstáculos de los dos procesos establecidos de captura directa de aire.

"Cuanto más aprendí sobre su investigación, más vi el potencial y más quería comenzar mi propia empresa para perseguirlo", dijo. "Con el apoyo de mis profesores, fundé Holocene y obtuve la licencia de la tecnología para poder trabajar en un laboratorio y pensar más en la comercialización".

Con el Holoceno establecido y la tecnología ORNL con licencia, Timofte está desarrollando aún más sus planes de negocios a través de Innovation Crossroads, un Programa de Emprendimiento Integrado en el Laboratorio del DOE financiado por la Oficina de Tecnologías de Fabricación y Materiales Avanzados del DOE, la Oficina de Tecnologías de Construcción y la Autoridad del Valle de Tennessee.

"Cuando estás en la posición de comenzar una nueva empresa, tener un grupo de mentores como los de Innovation Crossroads y la capacidad de trabajar con ORNL es muy atractivo", dijo Timofte. "Me alegró ingresar al programa. Ayuda con los desafíos normales que tienen todas las nuevas empresas, pero también es muy importante que nos conecte con el ecosistema local en Knoxville y nos da acceso a los científicos que desarrollaron la química. Podemos trabajar juntos y transferir conocimientos: podemos aprender más sobre cómo funciona la tecnología con licencia, trabajar en características, solucionar problemas, eliminar riesgos y optimizar la química. Es una buena continuación de la colaboración".

Innovation Crossroads proporciona a Holocene un acuerdo cooperativo de investigación y desarrollo de dos años para continuar trabajando con Custelcean y ORNL. A través de esta asociación, el personal de Holocene aprende más sobre la ciencia detrás de la tecnología, soluciona problemas en las pruebas y la ampliación y se conecta con mentores en el laboratorio y en la comunidad.

"Holocene es un gran ejemplo de cómo el ecosistema de tecnología climática interconectado puede apoyar a una nueva empresa a través de las etapas de desarrollo", dijo Dan Miller, líder del programa Innovation Crossroads.

Timofte es un Breakthrough Energy Fellow, un programa lanzado por Breakthrough Energy, que fue fundado por Bill Gates, centrado en acelerar la innovación en energía sostenible y otras tecnologías para alcanzar emisiones netas cero para 2050. Holocene también es parte del Programa Spark Incubator, un programa de apoyo empresarial en el Centro de Innovación Spark del Parque de Investigación de la Universidad de Tennessee.

A continuación, Holocene y ORNL realizarán pruebas a escala de laboratorio financiadas por la Oficina de Gestión de Carbono y Energía Fósil del DOE con el objetivo de utilizar la química de ORNL para desarrollar e implementar la captura directa de aire a escala comercial.

El gerente senior de comercialización de ORNL, Alex DeTrana, negoció los términos de la licencia. Para obtener más información sobre la propiedad intelectual de ORNL en productos químicos, envíe un correo electrónico a ORNL Partnerships o llame al 865-574-1051. Para conectarse con Holocene, complete este formulario de contacto en línea.

El equipo de desarrollo de la invención incluye a Costas Tsouris de ORNL, Gyoung Gug Jang y Diana Stamberga. También participaron Charles Seipp y Neil Williams, ex ORNL. Lea más sobre el trabajo de investigación de eliminación de carbono de Custelcean.

UT-Battelle administra ORNL para la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía, el mayor patrocinador individual de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos. La Oficina de Ciencias está trabajando para abordar algunos de los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo. Para obtener más información, visite energy.gov/science.

Descargo de responsabilidad: AAAS y Eurek Alert! no son responsables de la precisión de los comunicados de prensa publicados en EurekAlert! por instituciones contribuyentes o para el uso de cualquier información a través del sistema EurekAlert.