Эстонская стартап-компания превращает углекислый газ в ценный материал

Фото: Erakogu

Эстонское стартап-предприятие UP Catalyst изобрело технологию, которую можно использовать для производства столь необходимых углеродных наноматериалов. В полученном сырье в первую очередь заинтересована сфера производства аккумуляторов для электромобилей.

Речь идет о революционной технологии в глобальном масштабе, отметил руководитель по технологиям UP Catalyst Эйнар Кару: «Мы электрохимически преобразуем двуокись углерода или же углекислый газ (CO2) в углеродные наноматериалы или же в графит; конечно же, во время этого процесса также выделяется кислород, и вся работа происходит дружелюбным к окружающей среде методом, и с меньшим потреблением энергии. Объясняя упрощенно, мы берем углекислый газ, отправляем его в реактор, где есть электролит. В реакторе между анодами и катодами происходит электролитический процесс, и с помощью электричества СО2 превращается в чистый углерод и кислород. В соответствии с параметрам процесса можно синтезировать различные углеродные материалы – углеродные нанотрубки, нановолокна, наносферы, а также графит».

Таким образом, UP Catalyst решает сразу две острые проблемы – во-первых, утилизирует образующийся на разных производствах СО2, а во-вторых, производит ценное сырье, потребность в котором растет во всем мире с каждым годом. По словам Эйнара Кару, продукция, полученная при использовании их технологии, в основном используется в производстве аккумуляторов для электромобилей. Заинтересованность в сотрудничестве уже проявили NorthVolt, LG Chem, Panasonic, Avesta Battery, UniverCell и другие.

Доктор Эйнар Кару по специальности является атмосферным химиком, он учился в университетах Дании, Шотландии и Германии. После защиты докторской степени в Химическом институте им. Макса Планка в Германии он вернулся на родину в Эстонию и применил свои академические знания и практический опыт в мире стартапов.

«Я придерживаюсь того мнения, что наука и бизнес сильны, когда работают вместе. Таким образом, наша технология синтеза углеродных наноматериалов также появилась на свет из академических исследований. Хорошая идея привела к созданию команды, и теперь мы можем производить сырье в килограммовом масштабе», – сказал Кару.

Как использовать миллион тонн CO2?

До сих пор UP Catalyst использовала углекислый газ в баллонах для пилотного проекта. «В качестве следующего шага будет готов автоматизированный реактор на базе морского контейнера, который мы передаем партнерам по этой работе, чья деятельность приводит к выбросу высокого уровня СО2, – сообщил Кару, по словам которого, это происходит, например, при производстве водорода из биометана, а также при производстве аммиака. – Кроме того, мы можем легко использовать CO2, улавливаемый нашими партнерами непосредственно из воздуха (прямой захват из воздуха или технология DAC). У нас есть план по разработке и строительству собственных реакторов синтеза рядом с предприятиями, выбрасывающими углекислый газ для переработки СО2 с целью придания ценности этому газу и производства ценного углеродного сырья. Нашей идеей заинтересовалась инновационная сеть EIT Raw Materials Европейского института инноваций и технологий, и в январе 2022 года мы начали совместный проект, в рамках которого спроектируем и построим первый контейнерный реактор на основе нашей технологии. Он должен быть готов в первые месяцы нового года, тогда мы проведем первоначальные испытания – сначала в Эстонии, а затем передадим реактор партнерам».

У UP Catalyst большие планы, да и потенциальный рынок для такой переработки тоже большой, потому что производство электромобилей стремительно растет. В настоящее время углеродные повышающие проводимость наноматериалы, необходимые в батареях, в основном производятся методом химического осаждения из паровой фазы на основе ископаемого топлива, что, во-первых, требует чрезвычайно высокого энергопотребления, а во-вторых, на тонну материала в ходе этого процесса выделяется около 224 тонн углекислого газа.

«Наше энергопотребление в 60 раз ниже, и CO2 не выделяется - напротив, мы используем 3,7 тонны углекислого газа, образующегося в другом месте, и превращаем его в одну тонну ценного сырья», – сказал Кару.

К 2030 году UP Catalyst хочет производить 300 тысяч тонн углеродных наноматериалов и графита в год. Для этого будет использоваться один миллион тонн углекислого газа в год.

Эйнар Кару расскажет об истории успеха UP Catalyst и новых разработках на рынке сырья 26-27 октября на большой конференции по зеленым технологиям GreenEST Summit, что пройдет в Таллинне. Он подчеркивает, что сырьевая отрасль остро нуждается в новых инновационных идеях и стартапах с участием ученых.

«Если взять нашу ИТ-революцию, то история успеха здесь заметна. Однако сектор производства сырьевых материалов не менялся десятилетиями, однако эта сфера особенно важна в нынешние времена климатического и энергетического кризиса,» – сказал Эйнар Кару.

Инновационная сеть набирает обороты

С ним согласен его тезка Вейко Кару, доцент Института геологии в TalTech, а также контактное лицо от TalTech в сети EIT Raw Materials Европейского института инноваций и технологий.

«Нам обязательно нужны новые, экологически безопасные технологии производства. Нам также нужно двигаться в двух направлениях – нам нужно инвестировать в изучение полезных ископаемых, а также в их устойчивое добывание. В то же время искать возможности для экономики замкнутого цикла, чтобы уже извлеченный из земли материал можно было использовать как можно дольше, а отходам производства найти новое применение».

Решающая проблемы кризиса сырья сеть EIT Raw Materials объединила передовые европейские науки и экономику.

«Наш университет входит в сеть с момента ее создания в 2015 году. За это время мы организовали курсы для докторантов и магистрантов, подготовили учебные материалы по экономике замкнутого цикла, способствовали запуску стартапов и расширению масштабов скейлапов, и, конечно же, разработке инновационных продуктов и услуг. Прекрасная возможность придать вашей инновационной идеи импульс – это программа EIT Jumpstarter, которая дает молодым людям возможность проверить свою бизнес-концепцию, разработать бизнес-план и представить идею потенциальным инвесторам. UP Catalyst участвовала в нем три года назад и заняла первое место, что является хорошим примером того, как один исследовательский проект теперь стал компанией с большими амбициями при поддержке партнеров по сотрудничеству», – подтвердил Вейко Кару.