Hur nanopartiklar som skördar ljus skulle kunna minska klimatutsläppen

En återgivning av Syzygys planerade fotokatalytiska kemiska reaktor. Artighet: Syzygy

Att tillverka kemikalier skapar en enorm mängd utsläpp av växthusgaser, både från den värme som behövs för att driva produktionen och från biprodukter från själva reaktionerna. Men ny teknik som kommer från labbet kan förändra dessa konventionella industriella metoder.

En spinout från Rice University eftersträvar ett nytt sätt att producera väte och andra kemikalier genom att förlita sig på nanopartiklar som gör det möjligt för ljus, snarare än värme, att driva reaktionerna. Syzygy Plasmonics kommer att avslöja på måndag att det har samlats in 5,8 miljoner dollar, i en finansieringsrunda som leds av MIT-företaget The Engine och GOOSE Society of Texas. (Se Investera i teknik som är värt att vänta på.)

Den Houston-baserade startupen kommer att använda medlen för att bygga en anläggning i pilotskala för att producera väte. Företaget tror att tekniken kan minska de utsläpp som vanligtvis genereras i processen med så mycket som hälften.

Vätgas är en marknad på 130 miljarder dollar idag, främst inom oljeraffinering, kemisk produktion och ståltillverkning. Många tror att det har ett växande löfte för energilagring också, som ett sätt att driva fordon och balansera elnätet.

Den stora majoriteten av väte är produceras av naturgas , med en process som kallas ångreformering som använder värme, tryck och kemiska katalysatorer för att omvandla gasen till väte och, problematiskt, koldioxid. Mellan denna biprodukt och värmen från fossila bränslen släpper processen ut mer än 800 miljoner ton koldioxid årligen, vilket motsvarar de kombinerade utsläppen från Storbritannien och Indonesien. International Energy Agency noterade i en färsk rapport .

Syzygys grundare tror att de kan ta itu med en stor del av problemet genom att byta ut de kemiska katalysatorerna mot en ny typ av fotokatalysator utvecklad av och licensierad från Rice University.

En plasmonisk fotokatalysator utvecklad vid Rice University. Artighet: Syzygy

Forskare har undersökt fotokatalysatorer i decennier. Än så länge har de dock bara använts i begränsade tillämpningar, som vatten- och luftrening, delvis för att de inte har visat sig vara särskilt effektiva för att driva kemiska reaktioner.

Risprofessorerna Naomi Halas och Peter Nordlander, två av företagets medgrundare, kom på ett sätt att kombinera så kallade plasmoniska nanopartiklar, en lovande kategori av fotokatalysatorer, med traditionella katalysatorer. I en artikel från 2016 i Proceedings of the National Academy of Sciences fann forskarna att detta kopplingsmetod levereras hög ljusabsorption och effektiva reaktioner, och var mycket anpassningsbar för särskilda applikationer.

Syzygy tror att genom att förlita sig på dessa hybridnanopartiklar och bygga en specialiserad reaktor kan den driva väteproduktionsprocessen med hjälp av lysdioder, som kan drivas av vind-, sol- eller vattenkraft. Det skulle eliminera behovet av att fossila bränslen som förbränns för att producera ånga och ytterligare värme i den traditionella processen, som står för ungefär hälften av utsläppen.

Det skulle inte ta itu med utsläppen från koldioxiden som skapas som en biprodukt, även om företaget fick ett bidrag från US Department of Energy för att utforska sätt att göra det också. Företaget tror att liknande fotokatalysatorer kan användas för att producera renare versioner av andra industriella produkter gjorda med katalysatorer, potentiellt inklusive syntetiska bränslen och gödningsmedel.

Syzygy är bland en handfull startups som fokuserar på industriella klimatföroreningar, som producerar mer än 20 % av USA och globala utsläpp . (Se Ett nytt sätt att tillverka stål kan minska 5 % av CO2-utsläppen i ett slag.)

Verkställande direktör Trevor Best säger att företaget överväger att antingen bygga och sälja reaktorerna eller licensiera tekniken. Men vid det här laget har företaget bara utvecklat en version av produkten i laboratoriebänkskala.

Dölj