Hvordan nanopartikler, der høster lys, kunne bremse klimaemissionerne

En gengivelse af Syzygys planlagte fotokatalytiske kemiske reaktor. Høflighed: Syzygy

Fremstilling af kemikalier skaber en enorm mængde drivhusgasemissioner, både fra den varme, der er nødvendig for at drive produktionen, og fra biprodukter fra selve reaktionerne. Men ny teknologi, der dukker op fra laboratoriet, kan transformere disse konventionelle industrielle metoder.

En spinout fra Rice University forfølger en ny måde at producere brint og andre kemikalier på ved at stole på nanopartikler, der gør det muligt for lys i stedet for varme at drive reaktionerne. Syzygy Plasmonics vil afsløre på mandag, at det er rejst 5,8 millioner dollars i en finansieringsrunde ledet af MIT-venturefirmaet The Engine og GOOSE Society of Texas. (Se Investering i teknologi, der er ventetiden værd.)

Den Houston-baserede startup vil bruge midlerne til at bygge et pilotanlæg til produktion af brint. Virksomheden mener, at teknologien kan reducere de emissioner, der normalt genereres i processen med så meget som det halve.

Brint er et marked på 130 milliarder dollars i dag, hovedsagelig brugt til olieraffinering, kemisk produktion og stålfremstilling. Mange mener, at det også har voksende løfte om energilagring, som en måde at drive køretøjer på og balancere elnettet.

Langt størstedelen af ​​brint er produceret af naturgas , ved hjælp af en proces kendt som dampreformering, der bruger varme, tryk og kemiske katalysatorer til at omdanne gassen til brint og, problematisk, kuldioxid. Mellem dette biprodukt og varmen fra fossile brændstoffer udleder processen mere end 800 millioner tons kuldioxid årligt, svarende til de kombinerede emissioner fra Storbritannien og Indonesien. International Energy Agency bemærket i en nylig rapport .

Syzygys grundlæggere mener, at de kan løse en stor del af problemet ved at bytte de kemiske katalysatorer til en ny type fotokatalysator udviklet af og licenseret fra Rice University.

En plasmonisk fotokatalysator udviklet ved Rice University. Høflighed: Syzygy

Forskere har undersøgt fotokatalysatorer i årtier. Indtil videre er de dog kun brugt i begrænsede applikationer, såsom vand- og luftrensning, delvist fordi de ikke har vist sig særlig effektive til at fremkalde kemiske reaktioner.

Risprofessorerne Naomi Halas og Peter Nordlander, to af virksomhedens medstiftere, fandt på en måde at kombinere såkaldte plasmoniske nanopartikler, en lovende kategori af fotokatalysatorer, med traditionelle katalysatorer. I et papir fra 2016 i Proceedings of the National Academy of Sciences fandt forskerne, at dette koblingstilgang leveret høj lysabsorption og effektive reaktioner, og var meget tilpasselig til særlige applikationer.

Syzygy mener, at ved at stole på disse hybride nanopartikler og bygge en specialiseret reaktor, kan den køre brintproduktionsprocessen ved hjælp af LED'er, som kunne drives af vind-, sol- eller vandkraft. Det ville eliminere behovet for de fossile brændstoffer, der brændes til at producere damp og yderligere varme i den traditionelle proces, som tegner sig for omkring halvdelen af ​​emissionerne.

Det ville ikke adressere emissionerne fra kuldioxiden skabt som et biprodukt, selvom virksomheden modtog et amerikansk energiministerium til at udforske måder at gøre det på. Virksomheden mener, at lignende fotokatalysatorer kan bruges til at producere renere versioner af andre industrielle produkter fremstillet med katalysatorer, potentielt inklusive syntetiske brændstoffer og gødning.

Syzygy er blandt en håndfuld startups med fokus på industriel klimaforurening, som producerer mere end 20 % af USA og globale emissioner . (Se En ny måde at fremstille stål på kunne reducere 5 % af CO2-emissionerne med et slag.)

Administrerende direktør Trevor Best siger, at virksomheden overvejer enten at bygge og sælge reaktorerne eller licensere teknologien. Men på dette tidspunkt har virksomheden kun udviklet en udgave af produktet i laboratoriebench-skala.

skjule