Prometheus Materials heeft een oplossing voor het vervangen van een van de grootste veroorzakers van broeikasgassen, financiële steun van Microsoft en een agressief plan om snel op te schalen.

_{By Amy Veldman, Forbes-personeel}

WIk hou van beton. We gebruiken het overal: wolkenkrabbers, datacenters, daken, trottoirs, huizen. Het probleem is dat beton niet van ons houdt. Het belangrijkste ingrediënt, cement, is de bron van 8% van de wereldwijde uitstoot van kooldioxide, een gas dat de planeet catastrofaal opwarmt. Maar hoe vervangen we een materiaal dat zo goedkoop, zo duurzaam en zo populair is?

Prometheus Materials heeft een intrigerend antwoord. De spin-out van de Universiteit van Colorado verandert algen in cement met behulp van een proces dat vergelijkbaar is met de natuurlijke vorming van koraal en schelpen. “Klimaatverandering is potentieel een existentieel probleem, en we ontdekken dat de natuur ons mogelijk de sleutels tot een oplossing heeft gegeven”, zegt Loren Burnett, medeoprichter en CEO van het bedrijf.

Prometheus bevindt zich nog in de beginfase van de commercialisering met minimale inkomsten uit een testfaciliteit in Longmont, Colorado, nabij Boulder. Maar het bedrijf heeft de wetenschap achter de rug en is nu bezig met het opbrengen van wat Burnett verwacht tussen de 15 miljoen en 35 miljoen dollar aan risicofinanciering (plus aanvullende projectfinanciering) om een ​​fabriek van 35,000 vierkante meter te bouwen om minstens een half dozijn verschillende varianten van dit product te maken. prefabproducten van biobeton, inclusief blokken, panelen en straatstenen.

Burnett verwacht dat de combinatie van de productie van de fabriek en een licentiestrategie die het mogelijk maakt om zijn biobased materiaal in poedervorm aan producenten over de hele wereld te verkopen, ervoor zal zorgen dat de omzet in 75 $2027 miljoen zal bedragen. Maak gebruik van de grote producenten van cement en beton door gebruik te maken van hun productie- en distributiefaciliteiten”, zegt hij.

Dat is een groot aantal, maar zelfs als Prometheus dat doel bereikt, is het nauwelijks een druppel op een gloeiende plaat voor de mondiale cementindustrie, die ruim 300 miljard dollar waard is. Dat verklaart mede waarom Prometheus een van de startups is die nu het moeilijke probleem van cement probeert aan te pakken.

Biometselaar, heeft bijvoorbeeld een vergelijkbare manier ontwikkeld om cementstenen en tegels met bacteriën te laten groeien. Terra CO2, met een ander koolstofarm alternatief voor cement, heeft geld ingezameld via de Breakthrough Energy Ventures van Bill Gates. Brimstone Energy werkt aan het commercialiseren van koolstofnegatief cement en bouwt een proeffabriek in de buurt van Reno, Nevada met steun van durfkapitaalbedrijf DCVC. Alle drie hebben ze meer durfkapitaal binnengehaald dan Prometheus, waarbij Brimstone $60 miljoen ophaalde, Biomason $87 miljoen en Terra CO2 $99 miljoen, volgens durfkapitaaldatabase PitchBook.

Gates, die een boek schreef genaamd Hoe een klimaatramp te voorkomen, heeft opgeroepen tot de wanhopige noodzaak om met een schoner en betaalbaar alternatief voor cement te komen om de klimaatverandering te bestrijden. Cement is een belangrijke producent van broeikasgassen, zowel vanwege de chemische reactie die het creëert als vanwege de fossiele brandstoffen die nodig zijn om de ovens te verwarmen waar het wordt geproduceerd. “We hebben geen manier om het te doen die schoon is, die niet dramatisch meer kost, meer dan het dubbele van de prijs”, zegt hij. vertelde NPR's Marktplaats in 2021. “Dus als mensen denken dat het alleen maar om personenauto’s en elektriciteit gaat, missen ze wat we moeten doen om naar nul te gaan.”

Om de cementindustrie in overeenstemming te brengen met het Klimaatakkoord van Parijs, zouden de jaarlijkse emissies moeten dalen minstens 16% in 2030, zelfs nu de cementproductie naar verwachting zal toenemen, blijkt uit een rapport uit 2018 van de in Londen gevestigde denktank Chatham House. “Dit probleem is zo groot dat we allemaal enorm succesvol zullen zijn”, zegt Burnett over zijn bedrijf en zijn concurrenten. “Overal waar je kijkt, zie je beton. Het is alomtegenwoordig.”

Petrischaaldagen

Vier academici van de Universiteit van Colorado Boulder, Jeff Cameron, Sherri Kok, Mija Hubler en Wil Sruber – alle medeoprichters en adviseurs van Prometheus – kwamen op het idee terecht toen ze op zoek waren naar een oplossing voor een ander probleem.

Ze hadden in 2.4 een subsidie ​​van 2017 miljoen dollar ontvangen van de onderzoeksafdeling van het ministerie van Defensie om te kijken of ze biologie konden gebruiken om beschermende structuren te produceren in woestijnen en andere afgelegen omgevingen met moeilijk terrein. "Ze wisten dat ze niet in beton konden vliegen omdat het te zwaar was, en ze wisten dat ze het niet over grote uitgestrekte vijandige gebieden wilden vervoeren", zegt Burnett. “Dus als ze lokale materialen zouden kunnen gebruiken om verharde structuren te produceren om troepen en hoogwaardige militaire middelen te beschermen, dan is dat wat ze wilden doen.”

De onderzoekers begonnen bacteriën in petrischalen te testen om te zien wat ze konden bedenken. In eerste instantie werd er gewerkt met ureolytische bacteriën bestudeerd voor civieltechnische toepassingen, maar uiteindelijk schakelden ze over op cyanobacteriën, algemeen bekend als blauwgroene algen, die hun energie halen uit fotosynthese. Terwijl ze dieper gingen graven, vroeg het ministerie van Defensie hen om van het materiaal een kleine kubus van twee bij twee te maken. “We kwamen er al snel achter dat veel van de uitdagingen die we moesten aanpakken, te maken hadden met de opschaling”, zegt Hubler.

Tegenwoordig kweekt het bedrijf zijn algen in smalle tanks van 1,350 liter met kunstmatig zeewater dat vol voedingsstoffen zit, luchtbellen die kooldioxide produceren en LED-verlichting die zonlicht nabootst. Prometheus oogst de algen en stopt deze in een aparte tank en stimuleert, met behulp van een gepatenteerd proces, wat biomineralisatie wordt genoemd: de vorming van mineralen in biologische structuren. "Dat is onze geheime saus", zegt Burnett. Het resultaat is een slurry die tot een poeder wordt gedroogd en gecombineerd met gepatenteerde natuurlijke bindmiddelen om een ​​koolstofvrij biocement te creëren. Het materiaal kan worden gemengd met het korrelige materiaal dat bekend staat als aggregaat om biobased beton te vormen. De uiteindelijke biobetonblokken lijken vrijwel op die gemaakt met de industriestandaard Portland-cement.

Decarbonisatie-bug

Burnett, 66, een serieel ondernemer, richtte eerder vijf bedrijven op, waarvan er vier gebaseerd waren op technologieoverdracht van een universiteit of een laboratorium. In 2011 creëerde hij de nu slapende e-Chromic Technologies, gebaseerd op technologie onder licentie van het laboratorium voor hernieuwbare energie van het Department of Energy voor een raamtechnologie die infraroodstraling terug in de atmosfeer reflecteerde om de behoefte aan airconditioners en koeling te verminderen. “Daar werd ik gebeten door het koolstofarme virus”, zegt hij.

In februari 2021 bracht het technologieoverdrachtskantoor van de Universiteit van Colorado Burnett in contact met de vier professoren, en de maand daarop richtten ze samen het bedrijf op.

De beginfase van een spin-out van een universiteit is lastig omdat academische onderzoekers hun schoollaboratoria niet voor commercieel werk kunnen gebruiken. Maar om geld in te zamelen is meer nodig dan alleen theoretisch bewijs dat de technologie werkt. Cameron zette in zijn huis een laboratorium in de kelder op met aquariums en borrelapparatuur die hij in dierenwinkels had gekocht. "We stuurden monsters naar een aantal van onze investeerders die ik en mijn kinderen daadwerkelijk hadden gemaakt", zegt Cameron.

Een jaar later, de startup verhoogde $ 8 miljoen in durfkapitaalfinanciering onder leiding van het Europese life sciences-bedrijf Sofinnova Partners, waaronder strategische investeerders Microsoft, architectenbureau Skidmore Owings & Merrill en dakdekkersgigant GAF. Daardoor kon Prometheus proefprojecten starten.

In een video, Microsoft-president Brad Smith roept de noodzaak op van nieuwe betoninnovaties om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen, waarbij hij Prometheus en een ander bedrijf waarin het heeft geïnvesteerd, CarbonCure, in het bijzonder noemt. “Bij Microsoft denken we hier veel over na, omdat er veel beton in onze campussen en datacenters terechtkomt”, zegt hij in de video. Prometheus heeft sindsdien een prototypeproject uitgevoerd met Microsoft, dat jaarlijks wereldwijd honderden datacenters bouwt. “Als we investeren in opkomende technologieën, kijken we of dit in 2030 haalbaar mainstream is”, zegt Brandon Middaugh, senior directeur van het Microsoft Climate Innovation Fund, en merkt op dat de deadline van 2030 van het Akkoord van Parijs niet langer zo ver weg lijkt. "We zien dat het potentieel aanwezig is en dat er een manier is om voor hen op te schalen."

'De bloedende rand'

Skidmore, Owings & Merrill, het wereldwijde architectenbureau dat bekend staat om wolkenkrabbers zoals de Burj Khalifa in Dubai, het hoogste gebouw ter wereld, en het One World Trade Center in New York, was ook op zoek naar manieren om zijn ecologische voetafdruk te verkleinen met nieuwe materialen . Vier jaar geleden begon het partnerschappen op te zetten met bedrijven die konden helpen, zegt Brant Coletta, managing partner en hoofd van het wereldwijde onderzoeks- en innovatieteam van het bedrijf. In samenwerking met Prometheus testte het biomaterialen om te zien of ze konden voldoen aan specificaties op het gebied van sterkte en brandwerendheid. In samenwerking met metselaars bouwden ze mockups en lieten ze buiten staan ​​om te zien wat er zou kunnen gebeuren als ze aan de elementen werden blootgesteld. Vervolgens besproeiden ze ze met schoonmaakmiddelen voor aanvullende tests. "We pushen ze, en ze pushen zichzelf, om al deze tests te doorstaan, zodat we beton in wolkenkrabbers kunnen storten", zegt Coletta. “Ze staan ​​aan de rand van deze situatie.”

In februari ontving Prometheus certificeringen van de industrie voor zowel dragende als niet-dragende blokken, een belangrijke stap richting commercialisering. Skidmore, Owings & Merrill bewaart stukken biobeton in hun kantoren over de hele wereld zodat klanten deze kunnen zien, en is van plan dit najaar een spiraalvormig beeldhouwwerk tentoon te stellen op de Chicago Architecture Biennial. Hoewel dat misschien mooi klinkt, verwacht Coletta dat de eerste grote klant een datacenter zal zijn.

Er moet nog veel gebeuren om het biocement van Prometheus in echte projecten te krijgen, en de risico's blijven hoog. Eerst moet het geld bijeen worden gebracht voor de bouw van de fabriek, die naar verwachting in 2024 operationeel zal zijn, en vervolgens moet het laten zien dat het met succes materialen kan produceren tegen een prijs die klanten willen betalen. Het zal ook zijn biocement aan aanvullende tests moeten onderwerpen en grote betonproducenten ervan moeten overtuigen een gokje te wagen. Burnett, die verwacht dat het bedrijf in 2025 op volle capaciteit zal produceren en licentieovereenkomsten zal sluiten, is vastbesloten.

“We moeten zowel cement als staal koolstofarm maken als we in 2050 op netto nul willen uitkomen”, zegt hij. "De wiskunde werkt gewoon niet zonder dat deze twee dingen gebeuren."

MEER VAN FORBES

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• ChartPrime. Verhoog uw handelsspel met ChartPrime. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://www.forbes.com/sites/amyfeldman/2023/09/14/how-to-build-a-climate-friendly-skyscraper-start-small-petri-dish-small/