هدف استارتاپ با سیمان پایدار حذف گیگاتن CO₂ | اخبار MIT

در حالی که سیمان امروزی از طریق دمای بسیار بالا در یک کوره ساخته می شود، رومیان باستان این گزینه را نداشتند. با این حال، هرکسی که اخیراً به رم رفته است، به شما خواهد گفت که سیمان باستانی به نظر می رسد که به خوبی مقاومت کرده است.

استارت‌آپ Sublime Systems فکر می‌کند رومی‌ها به دنبال چیزی بودند. spinout MIT جایگزینی برای رایج ترین سیمان امروزی، معروف به سیمان پرتلند، ایجاد کرده است که از الکتروشیمی برای رد شدن از دمای فوق العاده بالای تولید متعارف – و انتشار بی‌شمار دی اکسید کربن همراه با آن استفاده می‌کند.

شرکت سابلیم توضیح می‌دهد: «رومی‌ها نمی‌توانستند به آن دماهای زشت بروند، اما ثابت کرده‌اند که سیمانشان سخت و بادوام است، و ما اکنون 2000 سال نوآوری داریم تا آن سیمان را مطابق معیارهایی که از سیمان مدرن انتظار داریم برآورده کنیم». -بنیانگذار و مدیر عامل لیا الیس، که این رویکرد را به عنوان یک دکترای فوق دکتری در آزمایشگاه یکی از بنیانگذاران Sublime و پروفسور یت مینگ چیانگ توسعه داد.

رویکرد Sublime پتانسیل ایجاد یک ضربه بزرگ در انتشار گازهای گلخانه ای جهانی را دارد. آژانس بین المللی انرژی برآوردها سیمان مسئول حدود 7 درصد از انتشار دی اکسید کربن توسط انسان در سراسر جهان است. فرآیند سابلیم با نادیده گرفتن دماهای بالا و استفاده از سنگ آهک، که تقریباً 50 درصد وزنی CO2 دارد، به نفع یک فرآیند الکتروشیمیایی جدید، انتشار گازهای گلخانه ای را حذف می کند.

چیانگ که استاد سرامیک Kyocera MIT است، می‌گوید: «سیمان تمدنی را که امروز می‌شناسیم، فعال کرد، اما اکنون باید دوباره اختراع شود. سیمان سالانه حدود 4 گیگا تن گازهای گلخانه ای ایجاد می کند و پیش بینی می شود تا سال 2050 این میزان به 6 گیگاتن در سال برسد. من فکر می‌کنم کاری که ما انجام می‌دهیم از نظر فنی راهی بسیار عملی برای کاهش هرچه سریع‌تر آن 4 گیگاتن انتشار سیمان است.

در ماه مه، Sublime به یک نقطه عطف بزرگ رسید، زمانی که 3 تن سیمان آن در بزرگترین ساختمان تجاری خالص بوستون در منطقه بندرگاه ریخته شد. اکنون این شرکت در حال ساخت یک کارخانه تولیدی در مقیاس تجاری در هولیوک، ماساچوست است که قادر به تولید 30000 تن سیمان در سال است. کارخانه جدید قرار است در اوایل سال 2026 به صورت آنلاین عرضه شود.

الیس می‌گوید: «گیاه هولیوک به‌گونه‌ای طراحی شده است که می‌توانیم آن را تکرار کنیم تا به کارخانه میلیون تنی در سال برسیم. این به ما امکان می دهد خطر افزایش مقیاس را حذف کنیم تا بتوانیم به طور همزمان در سراسر جهان مستقر شویم.

از باتری گرفته تا سیمان

الیس در سال 2018 پس از دریافت کمک هزینه تحصیلی از دولت کانادا برای تحصیل در هر جایی که می خواست، به عنوان دکترای فوق دکترا به MIT آمد.

الیس می‌گوید: «تا حدودی تصمیم گرفتم با یت مینگ چیانگ کار کنم، زیرا او سوابق بسیار خوبی در خلاقیت و مفید بودن در کارهای علمی دارد. این همان نوع کاری است که من می‌خواستم: کشف چیزها، از بین بردن محدودیت‌ها و حل مشکلات.»

اگرچه هر دو در باتری‌ها متخصص بودند، الیس پیشنهاد چیانگ را برای کار بر روی چیزی متفاوت پذیرفت و چیانگ پیشنهاد کرد راه‌هایی برای استفاده از الکتروشیمی برای پایدارتر کردن تولید سیمان بررسی شود.

چیانگ می‌گوید: «سیمان بزرگ‌ترین تولیدکننده CO2 در دنیای مواد صنعتی است، و بتن از نظر حجمی، در کنار آب فراوان‌ترین ماده جهان است، اما توجه زیادی به نحوه برق‌رسانی تولید آن نشده است.»

الیس و یک دانشجوی فارغ التحصیل، آندرس بالدز، شروع به بررسی متون در مورد شیمی و تولید سیمان کردند و به دنبال یک فرآیند تولید پایدارتر بودند که ممکن است از افزایش برق ارزان و تجدیدپذیر بهره مند شود. تحقیقات او از کاوش در شیمی بنیادی و رویکردهای تکنولوژیکی به تحلیل‌های اقتصادی و صنعتی گذر کرد.

الیس می‌گوید: «شعار من این است که تا جایی که می‌توانم تلاش کنم تا زمانی که به من اجازه دهند. “من تلاش کردم تا خودم را ضروری کنم. ما شروع به صحبت با مشتریان کردیم و واقعاً صنعت و آنچه را که آنها باید از سیمان کم کربن ببینند، نگرانی‌هایشان، چشم‌انداز نظارتی چگونه بود، درک کردیم، و تازه از آنجا تکامل یافته است. من واقعاً از آن زمان متوقف نشده ام.»

هنگامی که بنیانگذاران تصمیم گرفتند که رویکرد آنها پتانسیل داشته باشد، آنها تحقیق را منتشر کرد در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم و شرکت خود را در مارس 2020 راه اندازی کردند. تیم با کار بر روی اختلالات کووید-19، پروانه ثبت اختراع خود را از دفتر مجوز فناوری MIT صادر کرد و در برنامه MIT i-Corps شرکت کرد، که به بنیانگذاران علمی کمک می کند با مشتریان بالقوه صحبت کنند.

الیس می گوید: «MIT منابع بسیار زیادی دارد. «این یک زمین بازی فکری واقعی است و شروع کردن کاری را آسان می کند. هیچ راهی برای راه اندازی یک شرکت در کتاب درسی وجود ندارد. این یک بازی کاوش مداوم است و چیزهای زیادی برای کاوش در MIT وجود دارد.

هسته اصلی ردپای کربن عظیم سیمان پرتلند، استفاده از سنگ آهک است که تقریباً 50 درصد وزنی CO2 دارد. تقریباً تمام CO2 هنگامی که سنگ آهک در دمای بالا برای ایجاد آهک گرم می شود آزاد می شود. فرآیند گرمایش همچنین مقادیر زیادی CO2 به خودی خود ایجاد می کند، زیرا به دمای 1450 درجه سانتیگراد نیاز دارد، دمایی که برق رسانی به طور موثر دشوار است.

در MIT، تیم Sublime یک فرآیند الکتروشیمیایی ایجاد کرد که در آن سنگ‌های سیلیکات کلسیم را می‌شکند. در دمای محیط با استفاده از الکتروشیمی. این واکنش با مواد خام فراوان کار می کند و کلسیم و سیلیکات واکنشی ایجاد می کند که خشک شده و با سیمان سابلیم مخلوط می شود.

این مخلوط دارای استحکام نهایی و فازهای سخت شده مشابه سیمان پرتلند است و دارای مشخصات عملکرد استاندارد در صنعت است که امکان استفاده از آن را در ساخت و ساز ساختمان فراهم می کند.

طبق دانش ما، ما تنها راه حل صفر واقعی برای تولید جایگزینی برای سیمان پرتلند هستیم، زیرا از سوخت های فسیلی استفاده نمی کنیم و از سنگ آهک استفاده نمی کنیم، بنابراین می توانیم از همه انتشارات ناشی از تولید جلوگیری کنیم. الیس می گوید سیمان پرتلند.

تغییر روش ساختمان

در مراسمی که توسط بررسی فناوری MIT چند سال پیش، معاون ارشد توسعه WS Yanni Tsipis ’01 SM’02 در مورد فرآیند Sublime شنید و برای کسب اطلاعات بیشتر تماس گرفت. این گفتگو منجر به اولین پخش تجاری سابلیم در اوایل سال جاری در بزرگترین ساختمان اداری خالص صفر در بوستون شد.

Tsipis می‌گوید: «ما امیدواریم که همکاری ما با Sublime قدرت امکان‌پذیری را در زمانی که فناوری جدید از انکوباتور به صنعت جریان می‌یابد، نشان دهد. “موقعیت در فضای عمومی اولیه ساختمان هر روز توسط هزاران نفر تجربه خواهد شد و راهی ایده آل برای به اشتراک گذاشتن آرمان ما و فناوری فوق العاده Sublime با کل اکوسیستم نوآوری در بندر بوستون و فراتر از آن است.”

Sublime یکی از چندین شرکتی است که چیانگ از زمانی که تقریباً 40 سال پیش به عنوان استاد به MIT پیوسته است، تأسیس کرده است. چیانگ، که همچنین در کمیته مشورتی جستجوی آب و هوا به عنوان بخشی از سالی کورنبلوت، رئیس MIT خدمت می کند. پروژه آب و هوا در MIT، معتقد است سفر Sublime نمونه ای از قدرت جامعه MIT برای پیشبرد فناوری های جدید تاثیرگذار است.

چیانگ می‌گوید: «Sublime از تشخیص مشکلی که به وضوح نیازی برآورده نشده وجود دارد، و شروع به آن در اوایل زمانی که دیگران هنوز اهمیت آن را درک نکرده بودند، و سپس حرکت سریع به سمت راه‌حلی که بتوانید با سرعت آن را برای کاهش تغییرات آب و هوایی مقیاس‌پذیر کنید، به وجود آمد. “این همه برای من بسیار MIT است. ما واقعاً می‌خواهیم روی انجام کارهای مهم تمرکز کنیم – نه فقط برای سایر دانشگاهیان، بلکه برای جامعه و جهان.»