Broeikasgassen en plastic afval zijn de doelen van een chemiestartup van USC Dornsife.

Postdoctoraal wetenschapper en directeur van Catapower Inc. Zhiyao (Yao) Lu beschrijft de technologie van het bedrijf als een moleculaire robot die plantaardige olie omzet in hernieuwbare brandstoffen en biologisch afbreekbaar plastic.

"We zijn begonnen als een team van wetenschappers om twee van 's werelds meest prominente milieu-uitdagingen aan te pakken:de meedogenloze opkomst van broeikasgassen en de opeenhoping van plastic afval in de oceanen, "Lu zei, verwijzend naar goed gedocumenteerde plastic patches ter grootte van Australië die nu in de Stille Oceaan drijven. Als chemicus het probleem benaderen, hij wilde beide problemen tegelijk aanpakken.

Het momentum van Catapower werd onderstreept in maart toen de presentatie van Lu de hoogste USC Wrigley Sustainability Prize 2018 van $ 7 opleverde, 000. De jaarlijkse wedstrijd promoot bedrijfsconcepten die het milieu helpen. In de weken voorafgaand aan de wedstrijd, studenten stelden bedrijfsplannen op en scherpten hun pitches aan, terwijl toegewezen mentoren hen hielpen hun ideeën om te zetten in daden.

Lu was een van de zeven finalisten die zijn onderzoek presenteerde aan een panel van vooraanstaande technologie- en wetenschapsexperts in het Ronald Tutor Campus Center.

Op de hielen van dat succes, Catapower werd geselecteerd voor het National Science Foundation Innovation Corps (I-Corps) programma om te leren hoe je een startup runt, inclusief klantenwerving, opname, licenties en fondsenwerving. USC is de thuisbasis van de I-Corps-hub in Zuid-Californië, een van de acht landelijke centra, gezamenlijk beheerd door het California Institute of Technology en UCLA. Het programma heeft tot doel landelijke innovatie te bevorderen door de vertaling van ideeën en onderzoek buiten het laboratorium voor sociale en economische impact aan te moedigen.

Bakolie in brandstof veranderen

Catapower is van plan om frituurolie van commerciële en huishoudelijke friteuses op te waarderen tot biodiesel en melkzuur.

Biodiesel is een milieuvriendelijke, koolstofarme brandstof, maar het wijdverbreide gebruik in zwaar materieel, vliegtuigen, vrachtwagens en stroomgeneratoren is gedwarsboomd door de hoge productiekosten. De nieuwe technologie overwint de kostenhindernis betaalbaar en duurzaam, zei Lu. En elk type plantaardige olie kan worden gebruikt voor het opwaarderingsproces.

"Dus nu hebben we een proces dat twee waardevolle producten maakt en geen afval, " hij zei.

De tweede productlijn maakt gebruik van de polymeervorm van melkzuur, een biologisch afbreekbaar plastic dat veel wordt gebruikt in wegwerpartikelen en biologisch afbreekbare medische apparaten. De zouten van melkzuur worden gebruikt als milieuvriendelijke antimicrobiële middelen in een reeks producten, van voedsel tot cosmetica, en zijn waardevolle basischemicaliën.

Hernieuwbare brandstoffen:verhuizen van het laboratorium naar iets groters

Als onderdeel van het intensieve I-Corps-programma, Lu ging in augustus op pad met zijn zakenpartner en adviseur, hoogleraar scheikunde Travis Williams, om met potentiële klanten te praten, partners en investeerders. Financiering zou Catapower in staat stellen om van laboratorium- en reageerbuisstadium uit te groeien tot iets veel groters. De oprichters zeiden dat het bedrijf in onderhandeling is voor grote contracten om zijn technologie in 2019 op raffinaderijschaal in te zetten.

Hoewel het lijkt alsof alles snel gaat, Lu wees erop dat hij en andere scheikundestudenten van het USC Dornsife al meer dan vijf jaar ijverig werken om zover te komen.

"Na het ontwikkelen en testen van vele generaties verschillende katalysatoren, kwamen we eindelijk aan bij deze - een moleculaire machine, " zei Lu, formeel de chief technology officer van het bedrijf. "Het werkt miljoenen keren met hoge precisie, zeer selectief het glycerolafval omzetten in lactaat terwijl biodiesel wordt geproduceerd."

Willems, die Lu aanmoedigde om de commercialiseringsuitdaging aan te pakken naast zijn postdoctorale verantwoordelijkheden, fungeert als studieadviseur, medeoprichter en technisch adviseur van het bedrijf. Verschillende studenten in het lab van Williams, waaronder Ivan Demianets, Valeriy Cherepakhin en Talya Kapenstein, hebben ook deelgenomen.

Het Williams-lab werkt samen met het USC Wrigley Institute for Environmental Studies, die actief is op het eiland Santa Catalina en de campus van University Park, om een ​​demonstratieproject te creëren dat praktische en educatieve voordelen biedt.

"Vanuit ons perspectief de mogelijkheid om biodiesel hier op een eiland te raffineren, bespaart ons de moeite om uit te zoeken hoe we gebruikt frituurvet kunnen verwijderen en vermindert ook de hoeveelheid diesel die we naar het eiland moeten brengen, " zei John Heidelberg, universitair hoofddocent biologische wetenschappen bij USC Dornsife en associate director van het USC Wrigley Institute.

Een groter probleem aanpakken

lu, die opgroeide in het noordwesten van China, studeerde farmaceutische wetenschappen op de universiteit voordat hij naar USC Dornsife kwam om zijn Ph.D. in de chemie.

"Ik heb altijd al een bijdrage willen leveren aan de samenleving door de kwaliteit van leven van mensen te verbeteren en dacht dat ik zou werken aan de ontwikkeling van nieuwe medicijnen die honderdduizenden mensen zouden kunnen helpen." Naarmate de tijd verstreek, hij zag de uitdaging in een ander licht.

"Ik dacht, waarom worden zoveel mensen ziek?" zei hij. "We vervuilen het milieu, wat de gezondheid van mensen schaadt. Ik realiseerde me dat er een veel groter probleem is, de achteruitgang van het milieu die de duurzame toekomst van onze samenleving bedreigt."