Engenheiros químicos do MIT estão quebrando o desafio de remoção de carbono

A Verdox, fundada por engenheiros químicos do MIT e vencedora de um prêmio de marco de remoção de carbono da XPRIZE, está trabalhando para mover a agulha sobre as mudanças climáticas.

CO2 por ano até 2050.
CO2 por ano até 2050.

Pela maioria dos benchmarks, o spinoff de engenharia química do MIT, Verdox, tem desfrutado de um ano excelente. Lançada em 2019, a startup de captura e remoção de carbono anunciou US$ 80 milhões em financiamento em fevereiro de um grupo de investidores que incluía a Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates. Então, em abril — depois de ser reconhecida pela Bloomberg New Energy Finance como uma das principais pioneiras em energia do ano — a empresa e a parceira Carbfix ganharam um prêmio de US$ 1 milhão em Remoção de Carbono XPRIZE. Esta foi a primeira rodada na competição de quatro anos da Fundação Musk, de US$ 100 milhões, que é o maior prêmio oferecido na história.

“Embora nossa tecnologia principal tenha sido validada pela melhoria significativa das métricas de desempenho, esse reconhecimento externo verifica ainda mais nossa visão”, diz Sahag Voskian SM ’15, PhD ’19, co-fundador e diretor de tecnologia da Verdox. “Isso mostra que o caminho que escolhemos é o certo.”

Nos últimos anos, a busca por tecnologias práticas de captura de carbono tem se tornado mais intensa, como os modelos científicos mostram com crescente certeza que qualquer esperança de prevenir mudanças climáticas catastróficas significa restringir as concentrações de CO2 abaixo de 450 partes por milhão até 2100. Como as energias alternativas só vão levar a humanidade até agora, uma grande remoção de CO2 será uma ferramenta crítica na corrida para remover o gás da atmosfera.

Voskian começou a desenvolver a tecnologia econômica e escalável da empresa para captura de carbono no laboratório de T. Alan Hatton, o Professor ralph landau de engenharia química do MIT. “É emocionante ver as ideias passarem do laboratório para uma produção comercial em potencial”, diz Hatton, co-fundador da empresa e consultor científico. Ele diz que a Verdox superou rapidamente os soluços técnicos iniciais encontrados por muitas empresas de fase inicial. “Esse reconhecimento aumenta a credibilidade do que estamos fazendo e realmente valida nossa abordagem.”

Tecnologia que Voskian descreve como “elegante e eficiente” está no centro dessa abordagem. Muita energia é necessária para a maioria das abordagens para extrair carbono de um fluxo de escape ou do próprio ar. No entanto, Voskian e Hatton criaram um projeto cuja eletroquímica faz com que a captura de carbono pareça quase sem esforço. Sua invenção é uma espécie de bateria: eletrodos condutores revestidos com um composto chamado polianthraquinona, que tem uma atração química natural para dióxido de carbono sob certas condições, e nenhuma afinidade com o CO2 quando essas condições são relaxadas. Quando ativada por uma corrente elétrica de baixo nível, a bateria carrega, reagindo com moléculas de CO2 e atraindo-as para sua superfície. Uma vez que a bateria fique saturada, o CO2 pode ser liberado como um fluxo de gás puro com um lançamento de tensão.

“Mostramos que nossa tecnologia funciona em uma ampla gama de concentrações de CO2, dos 20% ou mais encontrados em fluxos de exaustão da indústria de cimento e siderurgia,

Isso foi um avanço acadêmico”, diz Brian Baynes PhD ’04, CEO e co-fundador da Verdox. Baynes, um ex-aluno de engenharia química e ex-associado da Hatton, tem muitas startups em seu nome, e uma história como capitalista de risco e mentor de jovens empreendedores. Quando ele encontrou pela primeira vez a pesquisa de Hatton e Voskian em 2018, ele ficou “impressionado que sua tecnologia mostrou que poderia reduzir o consumo de energia para certos tipos de captura de carbono em 70% em comparação com outras tecnologias”, diz ele. “Fiquei encorajado e impressionado com essa pegada de baixa energia, e recomendei que eles começassem uma empresa.”

Como nem Hatton nem Voskian tinham comercializado um produto antes, eles pediram a Baynes para ajudá-los a ir. “Eu normalmente recuso esses pedidos, porque os custos geralmente são maiores do que o lado positivo”, diz Baynes. “Mas essa inovação tinha o potencial de mover a agulha sobre as mudanças climáticas, e eu vi como uma oportunidade rara.”

A equipe verdox está bem ciente dos desafios difíceis que virão. “A escala do problema é enorme”, diz Voskian. “Nossa tecnologia deve estar em posição de capturar mega e gigatoneladas de CO2 a partir de fontes aéreas e de emissões.” De fato, para manter o aumento da temperatura global abaixo de 2 graus Celsius, o Painel Internacional sobre Mudanças Climáticas (IPCC) estima que o mundo deve remover 10 gigatoneladas de CO2 por ano até 2050.

CO2 por ano até 2050

A empresa continua ultrapassando uma série de obstáculos técnicos à medida que se intensifica: permitindo que a bateria de captura de carbono execute centenas de milhares de ciclos antes que seu desempenho diminua, e melhorando a química da polianthraquinona para que o dispositivo seja ainda mais seletivo para CO2.

Depois de passar por marcos críticos, a Verdox agora está trabalhando com seu primeiro cliente comercial anunciado: a empresa norueguesa de alumínio Hydro. Eles estão tentando eliminar o CO2 do escapamento de seus fundidores à medida que transitam para a produção de carbono zero.

A Verdox também está desenvolvendo sistemas que podem extrair co2 eficientemente do ar ambiente. “Estamos projetando unidades que se parecem com filas e fileiras de grandes ventiladores que trazem o ar para caixas contendo nossas baterias”, diz ele. Tais métodos poderiam ser particularmente benéficos em áreas com concentrações de emissão de CO2 maiores que a média, tais aeródromos.

Todo esse carbono capturado precisa ir para algum lugar. Com o parceiro XPRIZE Carbfix, a Verdox terá um local de descanso final para CO2 que não pode ser imediatamente reutilizado para aplicações industriais, como novos combustíveis ou materiais de construção. Sua solução é um método comprovado de uma década para mineralizar o CO2 capturado e depositá-lo em cavernas subterrâneas profundas.

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