Jaarlijks gaan meer dan 20 miljoen mensen aan boord van cruiseschepen om te genieten van een beetje rust en ontspanning. De gelukkige reizigers brengen royaal zonnebrandcrème aan voordat ze aan dek gaan zonnen, terwijl de ingewikkelde machinerie van het schip naar voren schuift, het voortstuwen van het schip naar onbekende bestemmingen.

Nutsvoorzieningen, een startend bedrijf aan de Universiteit van Delaware, genaamd RiKarbon, Inc., kan een manier hebben om beide activiteiten groener te maken.

Onderzoekers van RiKarbon combineren plantenresten en natuurlijke oliën, door chemie, om een ​​biogebaseerde olie te ontwikkelen die kan worden gebruikt als een hernieuwbaar alternatief voor typische op aardolie gebaseerde bronnen die in alles worden gebruikt, van populaire huidlotions en zonnebrandmiddelen tot smeermiddelen voor verzending, landbouw, voedselverwerking en waterkrachtproductie, onder andere.

De milieuvriendelijke olie is gemaakt van ongeveer 50 procent biomassa, zoals grassen, graanschillen en houtsnippers, en 50 procent gewone bakolie, zoals plantaardige of kokosolie.

"Als we hernieuwbare bronnen kunnen gebruiken, het zal de druk op aardolie minimaliseren en tegelijkertijd onze ecologische voetafdruk verkleinen en een duurzaam gebruik creëren van enorme hoeveelheden beschikbare biomassa, ", zei RiKarbon-oprichter Basudeb Saha. Volgens een rapport van het Amerikaanse ministerie van Energie uit 2016, meer dan 130 miljoen droge ton biomassa uit afvalbronnen wordt elk jaar ongebruikt.

Groenere cosmetica

De focus op de cosmetica-industrie komt voort uit de potentieel schadelijke ingrediënten in populaire huidlotions en zonnefilters om een ​​betere bescherming tegen de zon en andere voordelen te bieden. Wanneer afgewassen met water, ingrediënten die niet in water oplosbaar zijn, veroorzaken vervuiling in onze waterstromen die schadelijk kunnen zijn voor het milieu. Bijvoorbeeld, restanten van zonnebrandcrème die in de oceaan worden weggespoeld, kunnen de ontwikkeling van mariene organismen beïnvloeden, zoals degenkrabben, en schade toebrengen aan kwetsbare ecosystemen in koraalriffen.

Belang van de consument bij het verminderen van schadelijke ingrediënten die verband houden met gezondheidsproblemen, ten gunste van veiliger, hernieuwbare ingrediënten, zorgt ook voor veranderingen.

"We lezen zelden de informatie over de producten die we gebruiken, " zei Saha, die ook associate director voor onderzoek is bij het door UD geleide Catalysis Center for Energy Innovation (CCEI). "We zijn allemaal onwetend over wat er werkelijk in hen zit, ook al maken we er een punt van om zonnebrandcrème te gebruiken als we naar het strand en andere plaatsen gaan. Als we ons product kunnen gebruiken om de schadelijke ingrediënten te vervangen, we kunnen het milieu helpen en de consument bedienen."

Toepassingen in smeermiddelen

Een opkomend toepassingsgebied voor de milieuvriendelijke technologie van RiKarbon ligt in smeermiddelen - een industrie van $ 60 miljard dollar. Smeermiddelen worden gebruikt om lagers, versnellingen, stuwraketten, motoren en andere mechanische onderdelen die soepel draaien in alles, van schepen tot windturbines, vliegtuigen, auto's en landbouwmachines.

"Er is een grote behoefte aan milieuvriendelijke smeermiddelen voor toepassingen waar op aardolie gebaseerde producten kunnen leiden tot milieu-uitdagingen die kostbaar zijn om op te ruimen, ' zei Saha.

Volgens een rapport uit 2011 van de Environmental Protection Agency, tot 16 miljoen gallons petroleumsmeermiddelen per jaar komen per ongeluk in de oceaan terecht als gevolg van lekkage en de onzorgvuldige verwijdering van smeermiddelen van zeeschepen, cruiseschepen en turbines voor de productie van waterkracht. Dit is 1,5 keer de hoeveelheid olie die bij de ramp met de Exxon Valdez in 1983 is gemorst. waar een scheepstanker een rif raakte in de Prince William Sound in Alaska, 11 miljoen gallons ruwe olie in het water dumpen. De schadelijke milieueffecten op mariene organismen en kwetsbare ecosystemen zijn aanzienlijk, zorgen voor toenemende bezorgdheid en het zoeken naar veiligere alternatieven.

RiKarbon

Het startende bedrijf is voortgekomen uit Saha's werk bij CCEI, een onderzoekscentrum op het gebied van energie, gehuisvest in UD en gefinancierd door het ministerie van Energie, dat zich richt op technologieën voor hernieuwbare energie die zijn afgeleid van non-food biomassa.

"Over de afgelopen tien jaar, CCEI en anderen die biomassa omzetten in chemicaliën hebben zogenaamde 'drop-in materialen' ontwikkeld die kunnen worden gebruikt als directe vervanging voor conventionele producten die zijn verkregen met behulp van aardolie, " zei Saha. "Maar de verwerking van biomassa is duur, dus de methoden moeten economisch haalbaar zijn om te worden toegepast."

Biomassa is plantaardig materiaal dat is afgebroken van een vaste stof in een vloeistof. Biomassa bouwstenen, echter, zijn kleine moleculen die slechts enkele koolstofatomen bevatten. Om de koolstofrijke moleculen in cosmetische oliën of smeermiddelen te vervangen, deze moleculen met een lager koolstofgehalte moeten worden "gekoppeld" of aan elkaar worden genaaid om hernieuwbare, hoogwaardige producten die een grote uitbetaling bieden ten opzichte van hun op aardolie gebaseerde tegenhangers in termen van toepassingen, toxiciteit en milieueffecten.

Bij RiKarbon, wat een revolutie betekent voor koolstof, combineert het onderzoeksteam koolstofmoleculen uit natuurlijke oliën, zoals plantaardige of kokosolie, met die van plantaardig materiaal, wetenschappelijk bekend als lignocellulose biomassa, van maïskolven, grassen of bomen door een energie-efficiënte reactie om grotere moleculen te creëren. De onderzoekers gebruiken nieuwe katalysatoren om chemische reacties te versnellen, waardoor ze de beschikbare koolstof van deze moleculen aan elkaar kunnen hechten en gebruiken voor iets nieuws, in dit geval, de hernieuwbare olie.

Het fysieke product ziet eruit als water, maar het is eigenlijk een stroperige olie die zich gemakkelijk vermengt met andere additieven, een voordeel ten opzichte van op aardolie gebaseerde oliën. Het proces dat RiKarbon heeft ontwikkeld is flexibel, te, waardoor hernieuwbare oliën met duidelijk verschillende structuren en eigenschappen aan een breed scala aan specificaties kunnen voldoen.

Het team ontving onlangs $ 150, 000 aan financiering van het Small Business Technology Transfer (STTR) -programma van het Amerikaanse Small Business Administration - Department of Energy, een injectie waarmee het team kan werken aan de ontwikkeling van milieuvriendelijke smeermiddelen voor waterkracht, een koolstofarme bron van elektriciteitsproductie.

UD-ondersteuningssleutel voor het succes van een duurzame startup

Een startend bedrijf van de grond krijgen is geen soloreis. Er is meer nodig dan een idee en vastberadenheid om academisch laboratoriumonderzoek op de markt te brengen, Saha zei, wijzend op vele anderen op de campus en in de staat die achter de schermen het succes van RiKarbon hebben gesteund.

Deelnemen aan het Blue Hen Proof-of-Concept-programma van Horn Entrepreneurship, bijvoorbeeld, hielp het RiKarbon-team in contact te komen met anderen om te leren over het opzetten van een startend bedrijf, hun presentatievaardigheden verfijnen en solliciteren om deel te nemen aan het National Science Foundation (NSF) Innovation Corps (I-Corps) -programma, die wetenschappers en ingenieurs helpt met technologieën met potentieel om van het universitaire laboratorium naar commercialisering te groeien. Gewapend met $50, 000 in NSF-financiering, het RiKarbon-team zal in de winter van 2019 deelnemen aan I-Corps.

Dan waren er de langdurige discussies met professionals op het gebied van technologieoverdracht bij UD's Office of Economic Innovation and Partnerships, waar Saha op de hoogte was van de onthullingen van uitvindingen, octrooieerbaarheid, licenties en de waarde van de technologie op de markt. Het Delaware Small Business Development Center assisteerde het RiKarbon-team, te, bij de ontwikkeling van haar website, marktonderzoek uitvoeren en bedrijfslogistiek begrijpen. Eindelijk, een $50, 000 Entrepreneur Proof of Concept (EPoC) award van het Delaware Bioscience Center for Advanced Technology, gesteund door de staat Delaware, zal RiKarbon helpen de ontdekking van nieuwe producten uit te breiden.

“Zonder al deze hulp, RiKarbon zou niet zijn waar het nu is, " zei Saha.

Momenteel, Saha werkt samen met verschillende bedrijven om 100 procent biogebaseerde hernieuwbare oliën te evalueren en te testen in de huidige productformuleringen die worden gebruikt in producten voor persoonlijke verzorging en smeermiddelen. Tot dusver, vroege feedback was positief, en de zaken lijken niet snel te vertragen.

"We hebben twee medewerkers aangenomen, gehuurde ruimte in de STAR Campus-incubator van UD en overweegt manieren om het product op te schalen, " zei Saha.

Bij ander werk, Saha werkt aan technologieën om de luchtvaartindustrie te voorzien van biobrandstoffen. Hij werd onlangs benoemd tot lid van de Biomass Research and Development Technical Advisory Committee (TAC), een bio-energieconsortium bestaande uit materiedeskundigen en besluitvormers van staats- en federale agentschappen, waar hij hoopt informatie bij te dragen over toekomstige bio-energiebehoeften, met het oog op de bio-economie.