Sama seperti produksi minyak Timur Tengah pada tahun 1970 -an, Cina saat ini mendominasi penyempurnaan global logam kritis yang berfungsi sebagai fondasi ekonomi Amerika Serikat. Pada tahun 1970 -an, ketergantungan minyak Amerika menyebabkan kekurangan yang memperlambat pertumbuhan dan membawa lonjakan harga yang sangat besar. Tetapi dalam beberapa dekade terakhir, teknologi fracking AS menciptakan cara baru untuk mengekstrak minyak, mengubah negara dari salah satu importir minyak terbesar di dunia menjadi salah satu eksportir terbesar.
Saat ini AS membutuhkan terobosan teknologi lain untuk mengamankan pasokan domestik logam seperti lithium, kobalt, tembaga, dan elemen tanah jarang, yang diperlukan untuk semuanya, mulai dari baterai hingga mesin jet dan motor listrik. Nth Cycle berpikir itu memiliki solusi.
Perusahaan ini didirikan oleh Associate Professor Desirée Plata, CEO Megan O’Connor, dan Kepala Ilmuwan Chad Vecitis untuk memulihkan logam kritis dari limbah industri dan bijih menggunakan teknologi yang dipatenkan dan sangat efisien yang dikenal sebagai ekstraksi elektro.
“America adalah negara yang sangat kaya sumber daya-itu hanya masalah mengekstraksi dan mengubah sumber daya untuk digunakan. Itulah peran pemurnian,” kata O’Connor, yang bekerja pada ekstraksi elektro sebagai mahasiswa PhD dengan Plata, ketika keduanya berada di Duke University. “Dengan mengisi celah itu dalam rantai pasokan, kita dapat menjadikan Amerika Serikat sebagai produsen logam kritis terbesar di dunia.”
Sejak tahun lalu, Nth Cycle telah memproduksi kobalt dan nikel menggunakan sistem komersial pertamanya di Fairfield, Ohio. Sistem pemurnian modular perusahaan, yang ditenagai oleh listrik alih -alih bahan bakar fosil, dapat digunakan dalam sebagian kecil dari waktu pabrik pemurnian logam tradisional. Sekarang, Nth Cycle bertujuan untuk menggunakan sistem modularnya di sekitar AS dan Eropa untuk membangun rantai pasokan baru untuk bahan yang memberi daya pada ekonomi kita.
“Sekitar 85 persen mineral kritis dunia disempurnakan di Cina, jadi ini merupakan masalah keamanan ekonomi dan nasional bagi kami,” kata O’Connor. “Bahkan jika kita menambang materi di sini – kita memang memiliki satu tambang nikel operasional di Michigan – kita kemudian mengirimkannya ke luar negeri untuk disempurnakan. Bahan -bahan itu adalah komponen yang diperlukan dari berbagai industri. Segala sesuatu mulai dari ponsel kita hingga mobil kita hingga sistem pertahanan kita bergantung pada mereka. Saya suka mengatakan mineral kritis adalah minyak baru.”
Dari limbah, peluang
Pada 2014, O’Connor dan Plata menghadiri ceramah oleh Vecitis, kemudian seorang profesor di Universitas Harvard, di mana ia membahas karyanya menggunakan filter elektrokimia untuk menghilangkan tembaga dari air. Setelah ceramah, Plata bertanya kepada Vecitis apakah dia pernah berpikir untuk menggunakan pendekatan untuk pemisahan logam. Dia sangat ingin mencoba.
Pada saat itu, Plata dan O’Connor sedang mempelajari air limbah padat mineral yang dibuat sebagai produk sampingan dari rekah hidrolik untuk minyak dan gas.
“Pikiran asli adalah: Bisakah kita menggunakan teknologi ini untuk mengekstrak logam itu?” O’Connor mengenang.
Fokus bergeser ke menggunakan teknologi untuk memulihkan logam dari limbah elektronik, termasuk sumber seperti ponsel lama, kendaraan listrik, dan jam tangan pintar.
Saat ini, produsen dan fasilitas limbah elektronik menggiling bahan akhir kehidupan dan mengirimkannya ke kilang kimia besar di luar negeri, yang memanaskan logam ke dalam cairan cair dan memasukkannya melalui serangkaian asam dan basa untuk menyaring limbah kembali ke bentuk murni dari logam yang diinginkan.
“Masing -masing asam dan basa harus diangkut sebagai barang berbahaya, dan proses untuk membuatnya memiliki gas rumah kaca yang besar dan jejak energi,” jelas Plata. “Itu membuat ekonomi sulit untuk memenuhi apa pun kecuali fasilitas besar dan terpusat – dan bahkan itu adalah tantangan.”
Amerika Serikat dan Eropa memiliki banyak bahan memo akhir kehidupan, tetapi tersebar, dan peraturan lingkungan telah meninggalkan beberapa opsi pemurnian yang dapat diskalakan Barat.
Alih-alih membangun kilang, tim Nth Cycle telah membangun sistem pemurnian modular-dijuluki “The Oyster”-yang dapat mengurangi biaya, limbah, dan waktu-ke-pasar dengan menjadi tempat tinggal bersama dengan pendaur ulang, penambang, dan produsen. Oyster menggunakan listrik, presipitasi kimia, dan penyaringan untuk membuat bahan kimia pemurnian logam yang sama seperti metode tradisional. Saat ini, sistem dapat memproses lebih dari 3.000 metrik ton memo per tahun dan disesuaikan untuk menghasilkan logam yang berbeda.
“Ekstraksi elektro adalah salah satu cara terbersih untuk memulihkan logam,” kata Plata.
Nth Cycle menerima dukungan awal dari Departemen Energi AS, dan ketika Plata datang ke MIT pada tahun 2018, siklus ke -n menjadi bagian dari akselerator startup STEX25 program MIT Industrial Liaison.
“Apa yang sangat penting tentang berada di tempat seperti MIT adalah ekosistem wirausaha dan etos ‘teknologi tangguh’ Cambridge,” jelas Plata. “Itu sangat penting bagi keberhasilan siklus ke -n dan salah satu alasan kami memindahkan perusahaan ke daerah Boston yang lebih besar. Mampu mengakses bakat dan modal pasien adalah kunci.”
Onshoring Metal Refining
Plata mengatakan salah satu momen paling membanggakan dalam karirnya datang tahun lalu di upacara peletakan batu pertama untuk fasilitas produksi campuran hidroksida (Nickel dan Cobalt) pertama di Ohio. Banyak karyawan baru Nth Cycle di fasilitas itu sebelumnya telah bekerja di fasilitas otomatis dan kimia di kota tetapi sekarang bekerja untuk apa yang disebut oleh siklus ke fasilitas pemurnian nikel komersial pertama untuk memo di negara tersebut.
“Visi O’Connor untuk meningkatkan orang sambil meningkatkan ekonomi adalah standar praktik yang menginspirasi,” kata Plata.
Nth Cycle akan memiliki dan mengoperasikan sistem tiram lain dalam model bisnis yang digambarkan O’Connor sebagai penyempurnaan sebagai layanan, di mana pelanggan memiliki produk akhir. Perusahaan ini ingin bermitra dengan memo yard dan fasilitas pengumpulan memo industri serta produsen yang menghasilkan limbah.
Nth Cycle sebagian besar bekerja untuk memulihkan logam dari baterai saat ini, tetapi juga menggunakan prosesnya untuk memulihkan kobalt dan nikel dari bahan katalis bekas di industri minyak dan gas. Ke depan, Nth Cycle berharap untuk menerapkan prosesnya ke sumber limbah terbesar dari semuanya: penambangan.
“Dunia membutuhkan lebih banyak mineral kritis seperti kobalt, nikel, lithium, dan tembaga,” kata O’Connor. “Satu -satunya tempat yang bisa Anda dapatkan dari bahan -bahan itu berasal dari daur ulang dan penambangan, dan kedua sumber tersebut perlu disempurnakan secara kimia. Di situlah siklus ke -n masuk. Banyak orang memiliki persepsi negatif tentang penambangan, tetapi jika Anda memiliki teknologi yang dapat mengurangi limbah dan mengurangi emisi ini, itulah cara Anda mendapatkan pertambangan di dunia.
