Jika ada satu hal yang luar biasa dari Cameron Halliday SM ’19, MBA ’22, PhD ’22 pada hari-hari awal PhD-nya di MIT, yaitu menghasilkan grafik yang sama berulang kali. Sayangnya bagi Halliday, grafik tersebut mengukur kemampuan berbagai bahan dalam menyerap CO2 pada suhu tinggi dari waktu ke waktu — dan grafiknya selalu mengarah ke bawah dan ke kanan. Itu berarti material tersebut kehilangan kemampuannya untuk menangkap molekul yang bertanggung jawab atas pemanasan iklim kita.
Setidaknya Halliday tidak sendirian: Selama bertahun-tahun, para peneliti telah mencoba dan sebagian besar gagal menemukan bahan yang dapat menyerap CO2 secara andal pada suhu super tinggi di tungku industri, kiln, dan boiler. Tujuan Halliday adalah menemukan sesuatu yang bertahan lebih lama.
Kemudian pada tahun 2019, ia memasukkan sejenis garam cair yang disebut litium-natrium orto-borat melalui pengujiannya. Garam menyerap lebih dari 95 persen CO2. Dan untuk pertama kalinya, grafik tersebut menunjukkan hampir tidak ada degradasi selama 50 siklus. Hal yang sama juga terjadi setelah 100 siklus. Lalu 1.000.
“Sejujurnya saya tidak tahu apakah kita pernah berharap untuk menyelesaikan masalah ini sepenuhnya,” kata Halliday. “Kami hanya berharap untuk memperbaiki sistemnya. Butuh waktu dua bulan lagi untuk mengetahui mengapa sistem ini berhasil.”
Para peneliti menemukan garam berperilaku seperti cairan pada suhu tinggi, sehingga menghindari keretakan rapuh yang menyebabkan degradasi banyak bahan padat.
“Saya ingat berjalan pulang melewati jembatan Mass Ave pada jam 5 pagi dengan semua pelari pagi melewati saya,” kenang Halliday. “Saat itulah saya menyadari apa maksud dari hal ini. Sejak saat itu, yang terpenting adalah membuktikan bahwa teknologi ini dapat berfungsi pada skala yang lebih besar. Kami baru saja membuat versi yang lebih besar, membuktikan bahwa produk ini masih berfungsi, membuat versi yang lebih besar, membuktikan hal tersebut, hingga kami mencapai tujuan akhir untuk menerapkan teknologi ini di mana pun.”
Saat ini, Halliday adalah salah satu pendiri dan CEO Mantel, sebuah perusahaan yang membangun sistem untuk menangkap karbon dioksida di semua jenis lokasi industri besar. Meskipun banyak orang menganggap industri penangkapan karbon adalah jalan buntu, Halliday tidak menyerah begitu saja, dan dia memiliki kumpulan data kinerja yang terus bertambah untuk membuatnya tetap bersemangat.
Sistem Mantel dapat ditambahkan ke mesin pembangkit listrik dan pabrik yang memproduksi semen, baja, kertas dan pulp, minyak dan gas, dan banyak lagi, sehingga mengurangi emisi karbon sekitar 95 persen. Alih-alih dilepaskan ke atmosfer, emisi CO2 disalurkan ke sistem Mantel, tempat garam perusahaan disemprotkan dari sesuatu yang terlihat seperti pancuran. CO2 berdifusi melalui garam cair dalam reaksi yang dapat dibalik melalui kenaikan suhu lebih lanjut, sehingga garam mendidihkan CO2 murni yang dapat diangkut untuk digunakan atau disimpan di bawah tanah.
Perbedaan utama dari metode penangkapan karbon lain yang sulit menghasilkan keuntungan adalah Mantel menggunakan panas dari prosesnya untuk menghasilkan uap bagi pelanggan dengan menggabungkannya dengan air di bagian lain sistemnya. Mantel mengatakan pengiriman uap, yang digunakan untuk menggerakkan banyak proses industri pada umumnya, memungkinkan sistemnya bekerja hanya dengan 3 persen energi bersih yang dibutuhkan oleh sistem penangkapan karbon canggih.
“Kita masih mengonsumsi energi, namun sebagian besar energi tersebut kita peroleh kembali dalam bentuk uap, sedangkan teknologi yang sudah ada hanya mengonsumsi uap,” kata Halliday, yang ikut mendirikan Mantel bersama Sean Robertson PhD ’22 dan Danielle Rapson. “Uap tersebut merupakan aliran pendapatan yang berguna, sehingga kami dapat mengubah penangkapan karbon dari proses pengelolaan limbah menjadi proses penciptaan nilai bagi bisnis inti pelanggan kami — baik itu pembangkit listrik yang menggunakan uap untuk menghasilkan listrik, atau kilang minyak dan gas. Hal ini sepenuhnya mengubah keekonomian penangkapan karbon.”
Dari sains hingga startup
Halliday pertama kali mengenal MIT pada tahun 2016 ketika dia mengirim email kepada Alan Hatton, Profesor Praktik Teknik Kimia di MIT Ralph Landau, menanyakan apakah dia bisa datang ke labnya selama musim panas dan mengerjakan penelitian penangkapan karbon.
“Dia mengundang saya, namun dia tidak memasukkan saya ke dalam proyek itu,” kenang Halliday. “Pada akhir musim panas dia berkata, ‘Anda harus mempertimbangkan untuk kembali dan mengambil gelar PhD.’”
Halliday mendaftar dalam program PhD-MBA bersama pada tahun berikutnya.
“Saya benar-benar ingin mengerjakan sesuatu yang berdampak,” kata Halliday. “Program ganda PhD-MBA memiliki beberapa elemen akademis teknis yang mendalam, tetapi Anda juga bekerja dengan sebuah perusahaan selama dua bulan, jadi Anda menggunakan banyak dari apa yang Anda pelajari di dunia nyata.”
Halliday awalnya mengerjakan beberapa proyek penelitian berbeda di laboratorium Hatton, yang ketiganya akhirnya berubah menjadi perusahaan. Salah satu cara yang ia terapkan adalah mencari cara untuk menjadikan penangkapan karbon lebih hemat energi dengan bekerja pada suhu tinggi yang biasa terjadi di lokasi industri yang banyak menghasilkan emisi.
Halliday menghadapi masalah yang sama seperti peneliti sebelumnya, yaitu material yang mengalami degradasi pada kondisi ekstrem seperti itu.
“Itu adalah batasan terbesar bagi teknologi,” kenang Halliday.
Kemudian Halliday menjalankan eksperimennya yang sukses dengan garam borat cair pada tahun 2019. Bagian MBA dari programnya segera dimulai, dan Halliday memutuskan untuk menggunakan waktu tersebut untuk mengkomersialkan teknologi tersebut. Hal ini sebagian terjadi di Course 15.366 (Climate and Energy Ventures), tempat Halliday bertemu dengan para pendirinya. Kebetulan, alumni kelas tersebut telah mendirikan lebih dari 150 perusahaan selama bertahun-tahun. Halliday juga mendapat dukungan dari MIT Energy Initiative.
“MIT mencoba mengeluarkan ide-ide hebat ini dari dunia akademis dan menyebarkannya ke dunia sehingga dapat dihargai dan digunakan,” kata Halliday. “Untuk kelas Usaha Iklim dan Energi, pembicara dari luar menunjukkan kepada kami setiap tahap pembangunan perusahaan. Peta jalan teknologi untuk sistem kami adalah seukuran kotak sepatu, kontainer pengiriman, rumah dengan satu kamar tidur, dan kemudian seukuran bangunan. Sangat berharga melihat perusahaan lain dan berkata, ‘Seperti itulah yang bisa kami capai dalam tiga atau enam tahun ke depan.”
Mulai dari startup hingga peningkatan skala
Ketika Mantel resmi didirikan pada tahun 2022, para pendirinya memiliki sistem seukuran kotak sepatu. Setelah mengumpulkan dana awal, tim membangun sistem seukuran kontainer pengiriman di The Engine, sebuah inkubator startup yang berafiliasi dengan MIT. Sistem itu telah beroperasi selama hampir dua tahun.
Tahun lalu, Mantel mengumumkan kemitraan dengan Kruger Inc. untuk membangun versi berikutnya dari sistemnya di sebuah pabrik di Quebec, yang akan beroperasi tahun depan. Pabrik tersebut akan dijalankan dalam tahap uji coba selama dua tahun sebelum diperluas ke pabrik Kruger lainnya jika berhasil.
“Proyek Quebec membuktikan efisiensi penangkapan dan membuktikan peningkatan langkah perubahan dalam penggunaan energi di sistem kami,” kata Halliday. “Ini adalah sebuah penghinaan terhadap teknologi yang akan membuka lebih banyak peluang.”
Halliday mengatakan Mantel sedang melakukan pembicaraan dengan hampir 100 mitra industri di seluruh dunia, termasuk pemilik kilang, pusat data, pabrik semen dan baja, serta perusahaan minyak dan gas. Karena ini merupakan tambahan yang berdiri sendiri, Halliday mengatakan sistem Mantel tidak perlu banyak berubah untuk dapat digunakan di industri yang berbeda.
Mantel tidak menangani konversi atau penyerapan CO2, namun Halliday mengatakan penangkapan merupakan biaya terbesar dalam rantai nilai CO2. Ini juga menghasilkan CO2 berkualitas tinggi yang dapat diangkut melalui pipa dan digunakan dalam industri termasuk industri makanan dan minuman — seperti CO2 yang membuat soda Anda bergelembung.
“Ini adalah solusi yang diimpikan oleh pelanggan kami,” kata Halliday. “Artinya, mereka tidak perlu menutup aset mereka yang bernilai miliaran dolar dan memikirkan kembali bisnis mereka untuk mengatasi sebuah permasalahan yang mereka anggap eksistensial. Ada pertanyaan mengenai jangka waktunya, namun sebagian besar industri menyadari bahwa ini adalah masalah yang harus mereka atasi pada akhirnya. Ini adalah solusi pragmatis yang tidak mencoba untuk membentuk kembali dunia seperti yang kita impikan. Namun, mereka melihat masalah yang ada saat ini dan memperbaikinya.”
