An Kno lizenzierte Direct-Air-Capture-Technologie

DOE/Oak Ridge National Laboratory

Bild: Radu Custelceans nachhaltige Chemie zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Luft wurde für das Holozän lizenziert.mehr sehen

Bildnachweis: Genevieve Martin/ORNL, US-Energieministerium

Eine innovative und nachhaltige Chemie, die am Oak Ridge National Laboratory des Energieministeriums zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Luft entwickelt wurde, wurde an Holocene lizenziert, ein in Knoxville ansässiges Startup, das sich auf die Entwicklung und den Bau von Anlagen konzentriert, die Kohlendioxid aus der Luft entfernen.

„ORNL bekämpft den Klimawandel durch die Entwicklung zahlreicher Technologien, die Emissionen reduzieren oder beseitigen“, sagte Susan Hubbard, ORNL-Stellvertreterin für Wissenschaft und Technologie. „Aber da sich bereits Milliarden Tonnen Kohlendioxid in der Luft befinden, müssen wir Kohlendioxid aus der Atmosphäre einfangen, um die Auswirkungen des Klimawandels zu verlangsamen und umzukehren.“

„Durch die direkte Luftabscheidung können wir Altabgase sammeln“, sagte Radu Custelcean, Wissenschaftler in der Abteilung für chemische Wissenschaften des ORNL und Erfinder der lizenzierten Technologie. „Unsere Technologie ist einer der wenigen Ansätze, die das können. Sie bietet einen neuen, energieeffizienten Ansatz zur direkten Entfernung von CO2 aus der Luft.“

VIDEO: Direct-Air-Capture-Technologie für Holozän lizenziert

Bei der direkten Lufterfassung saugt ein großer Ventilator Luft durch eine Kontaktkammer, wo die Luft mit chemischen Verbindungen interagiert, die Kohlendioxid filtern und einfangen. Das CO2 kann dann aus dem Einfangmaterial freigesetzt und tief unter der Erde gespeichert werden.

Anca Timofte, Gründerin und Geschäftsführerin von Holocene, sagte, dass es mehrere chemische Ansätze zur direkten Luftabscheidung (Direct Air Capture, DAC) gebe, von denen jeder Vor- und Nachteile habe.

„Die Chemie von ORNL kombiniert die besten Eigenschaften bestehender DAC-Ansätze, um einen wasserbasierten Niedertemperaturprozess zu schaffen“, sagte sie.

Das Verfahren von Custelcean verwendet eine wässrige Lösung, die von ORNL entdeckte Rezeptoren namens Bisiminoguanidin oder BIGs enthält, um Kohlendioxid zu absorbieren. Dabei verwandeln sich BIGs in ein unlösliches kristallines Salz, das leicht von der flüssigen Lösung abgetrennt werden kann. Custelcean und sein Forschungsteam entdeckten diese neue Chemie zufällig, als sie grundlegende Kristallisationsexperimente durchführten. Die daraus resultierende Bis-Iminoguanidine Negative Emission Technology (BIG-NET) erhielt 2021 einen R&D 100 Award.

Die Entdeckung der BIGs brachte Custelceans Forschung in eine neue Richtung.

„Da ich Grundlagenforschung im Rahmen des Basic Energy Sciences-Programms des DOE betreibe, habe ich die Flexibilität, die Richtung zu ändern, wenn ich etwas Interessantes finde“, sagte Custelcean. „Die Grundlagenforschung ermöglicht es uns, alle elementaren Reaktionen und Prozesse besser zu verstehen. Durch die Lizenzierung können wir jedoch mit unseren Partnern einen Fortschritt in der Entwicklung der Technologie erleben. Wir sind in das gesamte Spektrum der Forschung eingebunden.“

Timofte stammt ursprünglich aus Rumänien, hat einen Hintergrund im Chemieingenieurwesen und arbeitete bei einem der weltweit ersten Unternehmen für direkte Luftabscheidung, dem in der Schweiz ansässigen Unternehmen Climeworks. Sie trug zum Entwurf des größten Werks des Unternehmens in Island bei. Mit einem wachsenden Interesse an den Markt- und Finanzaspekten der CO2-Abscheidung verließ sie Climeworks, um sich für das Master of Business Administration-Programm an der Stanford University einzuschreiben und sich auf Klimatechnologie und Unternehmertum zu konzentrieren.

Timofte verfolgte aufmerksam die veröffentlichte Literatur zum Thema Kohlenstoffabscheidung. Custelceans Veröffentlichungen erregten ihre Aufmerksamkeit – sie erkannte, dass der Name rumänisch war – und sie sah, wie seine Chemie die größten Hürden der beiden etablierten Direct-Air-Capture-Verfahren überwinden konnte.

„Je mehr ich über seine Forschung erfuhr, desto mehr erkannte ich das Potenzial und desto mehr wollte ich mein eigenes Unternehmen gründen, um es weiterzuverfolgen“, sagte sie. „Mit der Ermutigung meiner Professoren gründete ich Holocene und lizenzierte die Technologie, damit ich in einem Labor daran arbeiten und mehr über die Kommerzialisierung nachdenken konnte.“

Mit der Gründung von Holocene und der Lizenzierung der ORNL-Technologie entwickelt Timofte ihre Geschäftspläne durch Innovation Crossroads weiter, ein DOE Lab-Embedded Entrepreneurship Program, das vom Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office des DOE, dem Building Technologies Office und der Tennessee Valley Authority finanziert wird.

„Wenn man in der Lage ist, ein neues Unternehmen zu gründen, ist es sehr reizvoll, eine Gruppe von Mentoren wie die von Innovation Crossroads zu haben und mit ORNL zusammenarbeiten zu können“, sagte Timofte. „Ich habe mich sehr über die Teilnahme am Programm gefreut. Es hilft bei der Bewältigung der normalen Herausforderungen, vor denen alle Startups stehen, aber es verbindet uns auch mit dem lokalen Ökosystem in Knoxville und verschafft uns Zugang zu den Wissenschaftlern, die die Chemie entwickelt haben. Wir können arbeiten.“ zusammen und Wissenstransfer – wir können mehr darüber erfahren, wie die lizenzierte Technologie funktioniert, an Funktionen arbeiten, Probleme beheben, Risiken verringern und die Chemie optimieren. Das ist eine schöne Fortsetzung der Zusammenarbeit.“

Innovation Crossroads bietet Holocene eine zweijährige kooperative Forschungs- und Entwicklungsvereinbarung zur Fortsetzung der Zusammenarbeit mit Custelcean und ORNL. Durch diese Partnerschaft erfahren die Mitarbeiter von Holocene mehr über die Wissenschaft hinter der Technologie, beheben Probleme beim Testen und Skalieren und knüpfen Kontakte zu Mentoren im Labor und in der Community.

„Holozän ist ein großartiges Beispiel dafür, wie das vernetzte Klimatechnologie-Ökosystem ein neues Unternehmen in allen Entwicklungsphasen unterstützen kann“, sagte Dan Miller, Programmleiter von Innovation Crossroads.

Timofte ist ein Breakthrough Energy Fellow, ein von Breakthrough Energy – gegründet von Bill Gates – ins Leben gerufenes Programm, das sich auf die Beschleunigung von Innovationen in nachhaltiger Energie und anderen Technologien konzentriert, um bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Holocene ist auch Teil des Spark Incubator-Programms. ein unternehmerisches Unterstützungsprogramm im Spark Innovation Center des University of Tennessee Research Park.

Als nächstes werden Holocene und ORNL vom Office of Fossil Energy and Carbon Management des DOE finanzierte Tests im Labormaßstab durchführen, mit dem Ziel, die Chemie von ORNL zu nutzen, um die direkte Luftabscheidung im kommerziellen Maßstab weiterzuentwickeln und einzusetzen.

Alex DeTrana, Senior Commercialization Manager bei ORNL, handelte die Lizenzbedingungen aus. Für weitere Informationen über das geistige Eigentum von ORNL im Bereich Chemikalien senden Sie eine E-Mail an ORNL Partnerships oder rufen Sie 865-574-1051 an. Um mit Holocene in Kontakt zu treten, füllen Sie dieses Online-Kontaktformular aus.

Zum Erfindungsentwicklungsteam gehören Costas Tsouris, Gyoung Gug Jang und Diana Stamberga von ORNL. Charles Seipp und Neil Williams, ehemals ORNL, nahmen ebenfalls teil. Lesen Sie mehr über Custelceans Forschungsarbeit zur Kohlenstoffentfernung.

UT-Battelle verwaltet ORNL für das Office of Science des Energieministeriums, den größten Einzelförderer der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften in den Vereinigten Staaten. Das Office of Science arbeitet an der Bewältigung einiger der dringendsten Herausforderungen unserer Zeit. Weitere Informationen finden Sie unter energy.gov/science.

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