Untuk tesis kanannya di Princeton, Mark Herrema mengkaji subsidi ladang dan merumuskan penyelesaian yang didorong oleh pasaran kepada kelaparan dunia. Tiada seolah-olah terlalu tinggi perintah untuk usahawan yang ditentukan, yang mengambil jurusan politik.
Herrema, 33, telah memindahkan fokusnya kepada perubahan iklim-khususnya, mencari jalan untuk menangkap gas-gas rumah hijau dan meletakkannya dengan baik. Beliau dan Kenton Kimmel, rakan sekelas sekolah tinggi, mengasaskan syarikat Newlight Technologies yang berpangkalan di Irvine, California pada tahun 2003. Selepas bertahun-tahun penyelidikan, pasukan itu melancarkan satu cara untuk menghasilkan plastik dari pelepasan karbon yang sebenarnya lebih terjangkau daripada plastik berasaskan minyak . "Susu rahsia" adalah biokatalis yang menggabungkan udara dan metana, dan menyusun semula semua molekul karbon, hidrogen dan oksigen ke dalam termoplastik yang dikenali sebagai pembuat AirCarbon.
Herrema berkongsi cerita dengan Smithsonian.com.
Mari bermula dengan masalah ini. Masalah apa yang anda cuba selesaikan?
Newlight bermula pada 2003 dengan soalan. Daripada melihat pelepasan karbon sebagai masalah, bagaimana jika kita boleh menggunakan pelepasan karbon sebagai bahan mentah untuk membuat bahan-bahan, dan bagaimana jika bahan-bahan tersebut dapat outcompete bahan berasaskan minyak pada harga dan prestasi?
Jika kita boleh melakukannya, kita akan mempunyai proses yang kuat untuk menangani dua isu: pertama, ketergantungan minyak, dengan menggantikan minyak dengan pelepasan karbon yang ditangkap, dan perubahan iklim yang kedua, dengan mewujudkan platform penangkapan karbon yang didorong oleh pasaran. Bagaimana jika dunia bersaing untuk menggunakan pelepasan karbon sebagai sumber? Terdapat beberapa perkara yang dapat kita bayangkan yang akan menjadi begitu kuat dalam menangani perubahan iklim.
Jadi, apakah sebenarnya Newlight Technologies? Bolehkah anda memberikan saya tiang lif anda?
Newlight diasaskan untuk merealisasikan wawasan ini. Hasil bersih, setelah lebih dari satu dekad penyelidikan dan pembangunan, adalah AirCarbon, bahan termoplastik yang dibuat dengan menggabungkan udara dan menangkap pelepasan karbon berasaskan metana yang sebaliknya akan menjadi sebahagian daripada udara. Bahan ini sama dengan plastik berasaskan minyak dan jauh lebih murah.
Bagaimana sebenarnya anda membuat plastik?
Proses pengeluaran bermula dengan pelepasan metana yang dijana di tempat-tempat seperti tempat pembuangan sampah, ladang, tumbuhan rawatan air dan kemudahan pengeluaran tenaga-di mana metana sedang dipancarkan di mana ia akan dibebaskan atau dibakar. Perkara pertama yang kita lakukan adalah menangkap metana itu.
Sebagai contoh, di ladang, bahan organik sering dipegang di kawasan terkurung, seperti tangki, di mana ia menghasilkan metana, dan metana ini dibuang atau dialihkan ke dalam paip dan akhirnya dibakar, dengan 100 peratus karbon yang dikeluarkan untuk udara. Dalam proses kami, alih-alih membiarkan paip melepaskan atau memakan peranti pembakaran, kami mengalihkan paip ke reaktor penukaran kami. Di dalam reaktor, kita campurkan pelepasan metana dengan air, udara dan biokatalis kita. Di sini, biokatalis menarik oksigen keluar dari udara, dan karbon dan hidrogen daripada metana, dan menggabungkan molekul-molekul tersebut untuk membuat molekul polimer termoplastik rantai panjang, yang dipanggil AirCarbon.
Seterusnya, kami mengeluarkan AirCarbon dari reaktor, dan selepas langkah pemprosesan hiliran, mencairkannya ke dalam pelet, di mana ia kemudiannya boleh diproses menjadi bentuk dan digunakan untuk menggantikan plastik berasaskan minyak.
Apa pelet plastik kelihatan seperti, sebelum dijadikan produk lain. (Newlight) Bagaimanakah anda mampu membuat proses ini kos efektif?
Sains asas untuk menukar metana menjadi polimer termoplastik wujud selama beberapa dekad. Malangnya, sementara sains ada, cabaran utama, dan sebab prosesnya tidak pernah dikomersialkan, adalah kos. Sebelum Newlight, kos untuk menghasilkan polimer daripada pelepasan gas metana adalah kira-kira 2 hingga 3 kali lebih tinggi daripada kos untuk menghasilkan plastik berasaskan minyak. Malangnya, sangat sedikit syarikat yang mampu menggunakan bahan pada tahap harga itu. Oleh itu, cabaran pengasas kami ialah: bagaimana kami menjalankan proses ini dengan cara yang kami dapat outcompete plastik berasaskan minyak pada harga? Pada akhirnya, penemuan utama kami adalah biokatalyst kami.
Khususnya, pada masa lalu, semua biokatalis adalah pengehadan diri, yang bermaksud bahawa mereka hanya dapat membuat sejumlah polimer tertentu sebelum mereka mematikan dan menjadikan karbon dioksida bukan polimer. Sebaliknya, untuk membuat satu kilogram plastik, anda perlu membuat satu kilogram biokatalyst, dan itu hasil maksimum, yang menyebabkan kos pengeluaran sangat mahal.
Sepanjang sepuluh tahun kerja, kami telah membangunkan jenis biokatalis yang tidak berubah. Setiap kilogram biokatalis yang kami buat menghasilkan sembilan kilogram polimer-sembilan kali lebih banyak bahan untuk input yang sama daripada pilihan sebelumnya, membolehkan Newlight menghasilkan polimer daripada gas rumah hijau pada titik harga yang mempunyai pengurangan kos peratusan dua angka berbanding dengan kos untuk menghasilkan plastik dari minyak.
Bagaimana anda membuat konsep ini?
Saya membaca artikel Los Angeles Times tentang pelepasan metana dari lembu pada tahun 2003, yang disebut "Mendapatkan Lembu untuk Mendinginkan." Artikel menggambarkan jumlah tepat methane-634 quarts-dipancarkan per lembu setiap hari, dan angka ini memulakan rangkaian soalan: berapa metana menghasilkan hasil ladang? Bagaimana dengan daerah, negeri, tapak pelupusan atau kemudahan tenaga?
Apa yang sepertinya konsep abstrak pelepasan karbon kini kelihatan begitu nyata, begitu menyentuh. Persoalan terbakar adalah, jika begitu banyak bahan kita terbuat dari karbon, mengapa kita membiarkan semua karbon ini masuk ke udara? Kenapa tidak menggunakannya untuk membuat bahan-bahan, terutamanya bahan yang boleh dibuat daripada minyak, seperti plastik?
Saya bekerjasama dengan Kenton Kimmel untuk menemui Newlight, dan pada tahun 2006, Evan Creelman menyertai pasukan kami. Selama sembilan tahun, Newlight bekerja di radio-senyap-tidak ada laman web, tidak ada kehadiran orang ramai-kerana kami mengatakan bahawa sehingga kami dapat outcompete plastik berasaskan minyak pada harga, tidak ada apa-apa untuk dibicarakan.
Sebuah kerusi yang dibuat dari AirCarbon. (Newlight) Bagaimana anda menerangkan kejayaan anda sehingga kini?
Pada bulan Ogos 2013, sepuluh tahun selepas penubuhan kami, Newlight memulakan operasi di kemudahan pengilangan AirCarbon berskala komersil pertama di dunia di California, di mana kita menggabungkan udara dengan metana dari ladang untuk membuat termoplastik AirCarbon.
Sejak skala komersial Newlight, AirCarbon telah digunakan dalam beberapa produk, termasuk kerusi dari KI, beg dari Dell dan kes telefon bimbit dari Sprint. Pada 2013, Newlight mempunyai lima aplikasi produk. Dalam tempoh 12 bulan dari skala komersil kami, kami berkembang menjadi lebih daripada 75 aplikasi, dan hari ini kami bekerja dengan lebih dari 60 Fortune 500 syarikat untuk melancarkan AirCarbon dalam pelbagai produk di AS, Eropah dan Asia, dari aplikasi automotif dan komponen elektronik, ke botol, topi dan filem.
Fokus kami hari ini adalah pada pengembangan, dengan langkah penanda aras seterusnya kami untuk pengeluaran skala sehingga 50 juta pound per tahun. Salah satu inovasi utama yang terakhir dalam pengeluaran plastik - teknologi UNIPOL Union Carbide - mengurangkan kos modal dan operasi proses pengeluaran plastik dan berkembang dari idea kepada lebih 60 bilion paun setahun dalam pengeluaran tahunan. Kami melihat langkah perubahan yang sama penting dalam penjimatan kos, dan kami berhasrat untuk mencapai skala yang sama.
Secara selari, tumpuan kami adalah membina lebih banyak kemudahan penukaran, supaya kami dapat memperluaskan teknologi pengeluaran AirCarbon dengan cepat dan cekap, di tempat-tempat seperti ladang dan tapak pelupusan ke suar [fracking] North Dakota dan Texas, di mana jumlah karbon dipancarkan dan dipancarkan setiap hari karbon kita boleh menjadi bahan-bahan yang sangat sengit dari ruang angkasa kawasan luar bandar ini menyala langit pada waktu malam seperti Chicago atau New York.
Ahli pasukan Newlight di salah sebuah kilang pembuatannya di California. (Newlight) Apakah impak yang anda lihat Newlight Technologies yang mempunyai pengurangan pelepasan gas rumah hijau?
Apabila anda memegang AirCarbon di tangan anda, kira-kira 40 peratus daripada berat badan anda dirasakan adalah oksigen yang ditarik dari udara dan 60 peratus adalah karbon dan hidrogen dari karbon-karbon yang ditangkap-karbon yang akan menjadi sebahagian daripada udara.
Harapan kami ialah AirCarbon memulakan peralihan paradigma, di mana kita mula melihat pelepasan gas rumah hijau sebagai sumber, bahan mentah yang boleh digunakan untuk menghasilkan bahan yang paling berkualiti, paling mahal, bahan yang paling mampan di dunia.
Adakah anda fikir Newlight boleh membantu menyelesaikan ketegangan antara mereka yang berminat untuk menyekat pelepasan karbon dan mereka yang merasakan bahawa sekatan akan melumpuhkan kepada ekonomi? Jika ya, bagaimana?
Sudah tentu. AirCarbon adalah salah satu bahagian Atlas Shrugged dan satu bahagian Kebenaran yang tidak masuk akal. Adalah kepercayaan kita bahawa perubahan iklim tidak akan diselesaikan oleh subsidi atau cukai. Kami fikir bahawa satu-satunya cara kami akan menyelesaikan perubahan iklim, pada masa dan pada skala yang diperlukan, adalah melalui penyelesaian berasaskan pasaran, di mana pengguna dan jenama adalah sebahagian daripada penyelesaian, di mana produk yang kami buat kurang kos dan menangkap karbon, dan di mana kita semua mengambil bahagian dalamnya.
Pada akhirnya, apa yang menarik kepada kami tentang AirCarbon ialah ia mengubah syarat-syarat perbahasan. Sekiranya realiti itu adalah kebuntuan politik, kita harus berhenti berperang dengan pertarungan yang sama dan memberi tumpuan kepada asas dan penyelesaian bersama. Kita semua boleh bersetuju bahawa kita lebih suka menggunakan penyerapan karbon domestik daripada minyak untuk membuat produk, dan kita semua boleh bersetuju bahawa kita lebih suka menggunakan bahan menangkap karbon yang kurang daripada bahan berasaskan minyak.
