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기후 친화적인 초고층 건물을 짓는 방법: 작게 시작하세요. 페트리 접시 소형.

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Prometheus Materials는 온실가스 배출의 가장 큰 원인 중 하나를 대체하고 Microsoft의 재정적 지원과 신속한 확장을 위한 공격적인 계획을 갖춘 솔루션을 보유하고 있습니다.

By 에이미 펠드만, 포브스 직원

W나는 콘크리트를 좋아해요. 우리는 고층 건물, 데이터 센터, 지붕, 보도, 집 등 모든 곳에서 이를 사용합니다. 문제는 콘크리트가 우리를 사랑하지 않는다는 것입니다. 핵심 성분인 시멘트는 지구를 재앙적으로 온난화시키는 가스인 이산화탄소의 전 세계 배출량의 8%를 차지하는 원천입니다. 하지만 그렇게 저렴하고 내구성이 뛰어나며 인기가 높은 소재를 어떻게 대체할 수 있을까요?

Prometheus Materials는 흥미로운 답변을 제공합니다. 콜로라도 대학 스핀아웃은 산호와 조개가 자연적으로 형성되는 방식과 유사한 공정을 사용하여 조류를 시멘트로 바꾸고 있습니다. "기후 변화는 잠재적으로 실존적인 문제입니다. 우리는 자연이 우리에게 해결책의 열쇠를 제공했을 수도 있다는 사실을 발견했습니다."라고 회사의 공동 창업자이자 CEO인 Loren Burnett은 말합니다.

프로메테우스는 볼더 근처 콜로라도 주 롱몬트에 있는 테스트 시설에서 최소한의 수익을 올리며 아직 상용화 초기 단계에 있습니다. 그러나 과학적인 사실을 알아냈고 현재 Burnett은 적어도 15가지의 다양한 품종을 만들기 위해 35평방피트 규모의 공장을 건설하기 위해 벤처 자금(추가 프로젝트 자금 추가)으로 35,000만 달러에서 XNUMX만 달러 사이가 될 것으로 예상하는 금액을 모금하고 있습니다. 블록, 패널, 포장재를 포함한 프리캐스트 바이오 콘크리트 제품.

Burnett은 공장 생산과 바이오 기반 재료를 분말 형태로 전 세계 생산자에게 판매할 수 있는 라이센스 전략을 결합하면 75년까지 매출이 2027만 달러에 도달하는 데 도움이 될 것으로 기대합니다. “여기서 핵심은 우리가 생산 및 유통 시설을 사용하여 대규모 시멘트 및 콘크리트 생산업체를 활용합니다.”라고 그는 말합니다.

그것은 큰 숫자이지만, 프로메테우스가 그 목표를 달성하더라도 300억 달러가 넘는 세계 시멘트 산업의 양동이에 거의 한 방울도 떨어지지 않습니다. 이는 프로메테우스가 현재 시멘트의 어려운 문제를 해결하려고 노력하는 수많은 스타트업 중 하나인 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.

바이오메이슨, 예를 들어, 시멘트 벽돌과 타일을 박테리아로 성장시키는 유사한 방법을 개발했습니다. 시멘트에 대한 다른 저탄소 대안을 갖춘 Terra CO2는 Bill Gates의 Breakthrough Energy Ventures로부터 자금을 조달했습니다. Brimstone Energy는 탄소 음성 시멘트 상용화를 위해 노력하고 있으며 벤처 회사인 DCVC의 지원을 받아 네바다주 리노 근처에 파일럿 공장을 건설하고 있습니다. 벤처 캐피털 데이터베이스인 PitchBook에 따르면 세 기업 모두 Prometheus보다 더 많은 벤처 자금을 조달했으며 Brimstone은 60천만 달러, Biomason은 87만 달러, Terra CO2는 99만 달러를 모금했습니다.

게이츠는 다음과 같은 책을 썼다. 기후재난을 피하는 방법, 기후 변화에 맞서기 위해 시멘트를 대체할 더 깨끗하고 저렴한 대안을 마련해야 할 절실한 필요성을 강조했습니다. 시멘트는 이를 생성하는 화학 반응과 시멘트가 생산되는 가마를 가열하는 데 필요한 화석 연료로 인해 온실 가스의 주요 생산자입니다. “우리는 깨끗하고 비용이 두 배 이상이나 훨씬 더 많이 들지 않는 방법을 갖고 있지 않습니다.”라고 그는 말했습니다. NPR의 마켓플레이스에 말했다 "따라서 사람들이 단지 승용차와 전기만 생각한다면 제로에 도달하기 위해 해야 할 일을 놓치게 될 것입니다."

시멘트 산업을 기후 변화에 관한 파리 협약에 맞추려면 연간 배출량을 줄여야 합니다. 16년까지 최소 2030%, 런던 소재 싱크탱크 채텀하우스(Chatham House)의 2018년 보고서에 따르면 시멘트 생산량은 증가할 예정이다. Burnett은 자신의 회사와 경쟁업체에 대해 이렇게 말합니다. “이 문제는 너무 커서 우리 모두가 큰 성공을 거두기 어려울 것입니다. “어디를 보든 콘크리트를 보게 될 것입니다. 어디에나 존재합니다.”

페트리 접시 일

콜로라도 대학교 볼더 대학교 XNUMX명의 학자, 제프 카메론, 셰리 쿡, 미자 후블러 과 윌 스루버 — 모든 Prometheus 공동 창립자이자 고문 — 다른 문제에 대한 해결책을 찾다가 우연히 아이디어를 발견했습니다.

그들은 2.4년에 국방부 연구 기관으로부터 2017만 달러의 보조금을 받아 생물학을 사용하여 사막과 지형이 어려운 기타 원격 환경에서 보호 구조물을 생산할 수 있는지 확인했습니다. Burnett은 “그들은 콘크리트가 너무 무거워서 날아갈 수 없다는 것을 알고 있었고, 적대적인 지역의 넓은 지역으로 트럭을 운반하고 싶지 않다는 것을 알고 있었습니다.”라고 말합니다. "그래서 그들이 지역 재료를 사용하여 군대와 고가치 군사 자산을 보호하기 위한 강화된 구조물을 생산할 수 있다면 그것이 그들이 원하는 일이었습니다."

연구자들은 어떤 결과가 나올 수 있는지 알아보기 위해 페트리 접시에서 박테리아를 테스트하기 시작했습니다. 처음에 그들은 요분해성 박테리아를 사용하여 연구했는데, 토목공학 응용을 위해 공부했고, 그러나 그들은 결국 광합성을 통해 에너지를 얻는 남조류(청록조류)로 알려진 시아노박테리아로 전환했습니다. 더 깊이 파고들면서 국방부는 그들에게 재료를 XNUMXxXNUMX 큐브로 만들 것을 요청했습니다. Hubler는 “우리가 해결해야 할 많은 과제가 규모 확대에 있다는 것을 빨리 알게 되었습니다.”라고 말합니다.

현재 이 회사는 영양분이 풍부한 인공 해수, 이산화탄소를 제공하는 거품 공기, 햇빛을 모방한 LED 조명을 사용하여 좁은 1,350리터 탱크에서 조류를 재배하고 있습니다. 프로메테우스는 조류를 수확하여 별도의 탱크에 넣고 독점 공정을 사용하여 소위 생체광물화(광물이 생물학적 구조로 형성되는 과정)를 자극합니다. Burnett은 “이것이 우리의 비법입니다.”라고 말합니다. 그 결과 분말로 건조되고 독점 천연 바인더와 결합하여 무탄소 바이오시멘트를 생성하는 슬러리가 탄생합니다. 이 재료는 골재로 알려진 입상 재료와 혼합되어 바이오 기반 콘크리트를 형성할 수 있습니다. 최종 바이오 콘크리트 블록은 업계 표준인 포틀랜드 시멘트로 만든 블록과 거의 유사합니다.

탈탄소화 버그

연쇄 창업가인 Burnett(66세)은 이전에 2011개의 회사를 설립했으며 그 중 XNUMX개는 대학이나 연구실의 기술 이전을 기반으로 했습니다. XNUMX년에 그는 에어컨과 냉각의 필요성을 줄이기 위해 적외선 복사를 대기로 다시 반사하는 창 기술에 대해 에너지부의 재생 에너지 연구소에서 라이센스를 받은 기술을 기반으로 현재 휴면 상태인 e-Chromic Technologies를 만들었습니다. “거기서 제가 탈탄소화 버그에 물렸어요.”라고 그는 말합니다.

2021년 XNUMX월 콜로라도대학교 기술이전실은 버넷 교수 XNUMX명을 연결했고, 다음 달에는 함께 회사를 설립했다.

대학 분사의 초기 단계는 학계 연구자들이 상업적인 작업을 위해 학교 연구실을 사용할 수 없기 때문에 어렵습니다. 그러나 돈을 모으려면 기술이 작동한다는 이론적 증거 이상의 것이 필요합니다. Cameron은 애완동물 가게에서 구입한 수조와 거품 장치를 사용하여 집에 지하 실험실을 세웠습니다. Cameron은 “저희는 저와 제 아이들이 실제로 만든 샘플을 투자자들에게 보냈습니다.”라고 말했습니다.

XNUMX년 후, 스타트업 모금액 $ 8 백만 전략적 투자자 Microsoft, 건축 회사 Skidmore Owings & Merrill 및 지붕 거대 GAF. 이를 통해 Prometheus는 파일럿 프로젝트를 시작할 수 있었습니다.

안에 비디오, Microsoft 사장 브래드 스미스(Brad Smith)는 Prometheus와 이 회사가 투자한 또 다른 회사인 CarbonCure를 꼽으며 온실가스 배출을 줄이기 위해서는 콘크리트에 대한 새로운 혁신의 필요성을 강조했습니다. “Microsoft에서는 캠퍼스와 데이터 센터에 콘크리트가 많이 들어가기 때문에 이에 대해 많이 생각합니다.”라고 그는 비디오에서 말합니다. Prometheus는 이후 Microsoft와 함께 매년 전 세계에 수백 개의 데이터 센터를 구축하는 프로토타입 프로젝트를 수행했습니다. Microsoft Climate Innovation Fund의 수석 이사인 Brandon Middaugh는 "신흥 기술에 투자할 때 이것이 2030년까지 주류가 될 수 있는지 살펴봅니다."라고 말하면서 파리 협약의 2030년 기한이 더 이상 그리 멀지 않은 것 같다고 지적했습니다. "우리는 잠재력이 있고 이를 확장할 수 있는 경로가 있다는 것을 알고 있습니다."

'블리딩 에지'

세계에서 가장 높은 빌딩인 두바이의 부르즈 칼리파, 뉴욕의 원 월드 트레이드 센터 등 초고층 빌딩으로 유명한 글로벌 건축 회사인 Skidmore, Owings & Merrill도 새로운 재료를 사용하여 탄소 배출량을 줄이는 방법을 모색해 왔습니다. . 회사의 글로벌 연구 및 혁신 팀 책임자이자 관리 파트너인 Brant Coletta는 XNUMX년 전에 회사가 도움을 줄 수 있는 회사와 파트너십을 구축하기 시작했다고 말했습니다. Prometheus와의 파트너십을 통해 바이오 소재를 테스트하여 강도 및 내화성과 같은 사양을 충족할 수 있는지 확인했습니다. 석공과 협력하여 모형을 제작하고 야외에 방치하여 요소에 노출되면 어떤 일이 발생할 수 있는지 확인한 다음 추가 테스트를 위해 세척제를 뿌렸습니다. Coletta는 “우리는 그들을 밀고 있고 그들도 이 모든 테스트를 통과하여 초고층 건물에 콘크리트를 타설할 수 있도록 노력하고 있습니다.”라고 말합니다. "그들은 이 문제의 최전선에 있습니다."

XNUMX월에 프로메테우스는 업계 인증 내하중 블록과 비내하 블록 모두 상용화로 나아가는 중요한 단계입니다. Skidmore, Owings & Merrill은 고객이 볼 수 있도록 전 세계 사무실에 바이오 콘크리트 조각을 보관하고 있으며 올 가을 시카고 건축 비엔날레에서 나선형 조각품을 전시할 계획입니다. 공상적으로 들릴 수도 있지만 Coletta는 첫 번째 주요 고객이 데이터 센터가 될 것으로 예상합니다.

프로메테우스의 바이오시멘트를 실제 프로젝트에 적용하려면 아직 해야 할 일이 많고 위험도 여전히 높습니다. 먼저 2024년 가동을 목표로 하는 공장 건설을 위한 자금을 조달해야 하며, 그런 다음 고객이 지불할 가격으로 재료를 성공적으로 생산할 수 있음을 입증해야 합니다. 또한 바이오시멘트에 대한 추가 테스트를 통과하고 주요 콘크리트 생산업체가 기회를 잡도록 설득해야 합니다. Burnett은 회사가 2025년까지 생산 능력을 갖추고 라이선스 계약을 체결할 것이라고 판단했습니다.

“2050년까지 순 제로에 도달하려면 시멘트와 강철 모두를 탈탄소화해야 합니다.”라고 그는 말합니다. "이 두 가지 일이 발생하지 않으면 수학은 작동하지 않습니다."

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