Technologie de capture directe de l'air sous licence à Kno

DOE/Laboratoire national d'Oak Ridge

image : La chimie durable de Radu Custelcean pour capturer le dioxyde de carbone de l'air a été concédée sous licence à l'Holocène.Voir plus

Crédit : Geneviève Martin/ORNL, Département américain de l'énergie

Une chimie innovante et durable développée au laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie pour capturer le dioxyde de carbone de l'air a été concédée sous licence à Holocene, une startup basée à Knoxville axée sur la conception et la construction d'usines qui éliminent le dioxyde de carbone de l'air atmosphérique.

« L'ORNL s'attaque au changement climatique en développant de nombreuses technologies qui réduisent ou éliminent les émissions », a déclaré Susan Hubbard, adjointe à l'ORNL pour la science et la technologie. "Mais avec des milliards de tonnes de dioxyde de carbone déjà dans l'air, nous devons capter le dioxyde de carbone de l'atmosphère pour ralentir et inverser les effets du changement climatique."

"La capture directe de l'air nous permet de collecter les émissions héritées", a déclaré Radu Custelcean, scientifique de la division des sciences chimiques de l'ORNL et inventeur de la technologie sous licence. "Notre technologie est l'une des rares approches capables de le faire. Elle offre une nouvelle approche économe en énergie pour éliminer le CO2 directement de l'air."

VIDÉO : La technologie de capture directe de l'air sous licence à l'Holocène

Dans la capture directe de l'air, un grand ventilateur aspire l'air à travers une chambre de contact où l'air interagit avec des composés chimiques qui filtrent et capturent le dioxyde de carbone. Le CO2 peut alors être libéré du matériau de captage et stocké profondément sous terre.

La fondatrice et directrice générale d'Holocène, Anca Timofte, a déclaré qu'il existe plusieurs approches chimiques pour la capture directe de l'air, ou DAC, chacune présentant des avantages et des inconvénients.

"La chimie de l'ORNL combine les meilleures caractéristiques des approches existantes du DAC pour créer un processus à base d'eau et à basse température", a-t-elle déclaré.

Le procédé de Custelcean utilise une solution aqueuse contenant des récepteurs découverts par l'ORNL appelés bis-iminoguanidine, ou BIG, pour absorber le dioxyde de carbone. Lorsque cela se produit, les BIG se transforment en un sel cristallin insoluble, qui peut facilement être séparé de la solution liquide. Custelcean et son équipe de recherche ont découvert cette nouvelle chimie par hasard en menant des expériences fondamentales de cristallisation. La technologie d'émission négative de bis-iminoguanidine, ou BIG-NET, a reçu un prix R&D 100 en 2021.

La découverte de BIG a propulsé les recherches de Custelcean dans une nouvelle direction.

"En faisant de la recherche fondamentale dans le cadre du programme des sciences énergétiques fondamentales du DOE, j'ai la possibilité de changer de direction si je trouve quelque chose d'intéressant", a déclaré Custelcean. "La recherche fondamentale nous permet de mieux comprendre toutes les réactions et processus élémentaires impliqués. Mais grâce à l'octroi de licences, nous voyons une progression avec nos partenaires dans le développement de la technologie. Nous sommes impliqués dans tout le spectre de la recherche."

Timofte, originaire de Roumanie, a une formation en génie chimique et a travaillé dans l'une des premières entreprises de capture directe d'air au monde, Climeworks, basée en Suisse. Elle a contribué à la conception de la plus grande usine de l'entreprise, qui se trouve en Islande. Avec un intérêt croissant pour les aspects commerciaux et financiers de la capture du carbone, elle a quitté Climeworks pour s'inscrire au programme de maîtrise en administration des affaires de l'Université de Stanford afin de se concentrer sur la technologie climatique et l'entrepreneuriat.

Timofte a suivi avec avidité la littérature publiée sur la capture du carbone. Les publications de Custelcean ont attiré son attention - elle a reconnu le nom comme étant roumain - et elle a vu comment sa chimie pouvait résoudre les principaux obstacles des deux processus établis de capture directe de l'air.

"Plus j'en apprenais sur ses recherches, plus je voyais le potentiel et plus je voulais créer ma propre entreprise pour la poursuivre", a-t-elle déclaré. "Avec les encouragements de mes professeurs, j'ai fondé Holocène et j'ai autorisé la technologie afin que je puisse travailler dessus dans un laboratoire et réfléchir davantage à la commercialisation."

Avec l'Holocène établi et la technologie ORNL sous licence, Timofte développe davantage ses plans d'affaires via Innovation Crossroads, un programme d'entrepreneuriat intégré au laboratoire du DOE financé par le Bureau des matériaux avancés et des technologies de fabrication du DOE, le Bureau des technologies du bâtiment et la Tennessee Valley Authority.

"Lorsque vous êtes en position de démarrer une nouvelle entreprise, avoir un groupe de mentors comme ceux d'Innovation Crossroads et la capacité de travailler avec l'ORNL est très attrayant", a déclaré Timofte. "J'étais heureux d'entrer dans le programme. Cela aide à relever les défis normaux de toutes les startups, mais aussi très important, cela nous relie à l'écosystème local de Knoxville et nous donne accès aux scientifiques qui ont développé la chimie. Nous pouvons travailler ensemble et transférer des connaissances - nous pouvons en apprendre davantage sur le fonctionnement de la technologie sous licence, travailler sur des fonctionnalités, résoudre des problèmes, réduire les risques et optimiser la chimie. C'est une belle continuation de la collaboration.

Innovation Crossroads fournit à Holocene un accord de recherche et développement coopératif de deux ans pour continuer à travailler avec Custelcean et ORNL. Grâce à ce partenariat, le personnel de l'Holocène en apprend davantage sur la science derrière la technologie, résout les problèmes de test et de mise à l'échelle et se connecte avec des mentors au laboratoire et dans la communauté.

« L'Holocène est un excellent exemple de la façon dont l'écosystème technologique climatique interconnecté peut soutenir une nouvelle entreprise à travers les étapes de développement », a déclaré Dan Miller, responsable du programme Innovation Crossroads.

Timofte est un Breakthrough Energy Fellow, un programme lancé par Breakthrough Energy - qui a été fondé par Bill Gates - axé sur l'accélération de l'innovation dans l'énergie durable et d'autres technologies pour atteindre zéro émission nette d'ici 2050. Holocène fait également partie du programme Spark Incubator, un programme de soutien à l'entrepreneuriat au Spark Innovation Center de l'Université du Tennessee Research Park.

Ensuite, l'Holocène et l'ORNL mèneront des tests à l'échelle du banc financés par le Bureau de l'énergie fossile et de la gestion du carbone du DOE dans le but d'utiliser la chimie de l'ORNL pour développer et déployer davantage la capture directe de l'air à l'échelle commerciale.

Le directeur principal de la commercialisation de l'ORNL, Alex DeTrana, a négocié les conditions de la licence. Pour plus d'informations sur la propriété intellectuelle de l'ORNL sur les produits chimiques, envoyez un e-mail à ORNL Partnerships ou appelez le 865-574-1051. Pour entrer en contact avec Holocène, remplissez ce formulaire de contact en ligne.

L'équipe de développement de l'invention comprend Costas Tsouris, Gyoung Gug Jang et Diana Stamberga de l'ORNL. Charles Seipp et Neil Williams, anciennement de l'ORNL, ont également participé. En savoir plus sur les travaux de recherche de Custelcean sur l'élimination du carbone.

UT-Battelle gère l'ORNL pour le Bureau des sciences du Département de l'énergie, le plus grand soutien de la recherche fondamentale en sciences physiques aux États-Unis. L'Office of Science s'efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque. Pour plus d'informations, veuillez visiter energy.gov/science.

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