Si algo caracterizó a Cameron Halliday (SM ´19, MBA ´22, PhD ´22) durante los primeros años de su doctorado en el MIT, fue la elaboración repetida de la misma gráfica. Desafortunadamente para Halliday, la gráfica medía la capacidad de diversos materiales para absorber CO₂ a altas temperaturas a lo largo del tiempo, y siempre mostraba una tendencia descendente hacia la derecha. Esto significaba que los materiales perdían su capacidad para capturar las moléculas responsables del calentamiento global.

Al menos Halliday no estaba solo: durante muchos años, los investigadores intentaron, en su mayoría sin éxito, encontrar materiales que pudieran absorber CO₂ de forma fiable a las altísimas temperaturas de los hornos, calderas y estufas industriales. El objetivo de Halliday era encontrar algo que durara un poco más.

En 2019, sometió a sus pruebas un tipo de sal fundida llamada ortoborato de litio y sodio. Esta sal absorbió más del 95 % del CO₂. Y, por primera vez, la gráfica mostró una degradación prácticamente nula tras 50 ciclos. Lo mismo ocurrió tras 100 ciclos. Y después, tras 1000.

“Sinceramente, no sé si alguna vez esperamos resolver el problema por completo”, dice Halliday. “Solo esperábamos mejorar el sistema. Tardamos otros dos meses en descubrir por qué funcionaba”.

Los investigadores descubrieron que las sales se comportan como un líquido a altas temperaturas, lo que evita el agrietamiento quebradizo responsable de la degradación de muchos materiales sólidos.

“Recuerdo volver a casa caminando por el puente de Mass Ave a las 5 de la mañana, con todos los corredores matutinos pasando a mi lado”, recuerda Halliday. “Fue en ese momento cuando me di cuenta de lo que esto significaba. Desde entonces, se ha tratado de demostrar que funciona a mayor escala. Simplemente hemos estado construyendo la siguiente versión ampliada, demostrando que sigue funcionando, construyendo una versión más grande, demostrándola, hasta que alcancemos el objetivo final de implementarlo en todas partes”.

Hoy, Halliday es cofundador y director ejecutivo de Mantel, una empresa que desarrolla sistemas para capturar dióxido de carbono en grandes instalaciones industriales de todo tipo. Aunque muchos creen que la industria de la captura de carbono está estancada, Halliday no se rinde fácilmente y cuenta con un creciente conjunto de datos de rendimiento que lo mantienen motivado.

El sistema de Mantel puede integrarse a la maquinaria de centrales eléctricas y fábricas de cemento, acero, papel, celulosa, petróleo y gas, entre otros, reduciendo sus emisiones de carbono en aproximadamente un 95 %. En lugar de liberarse a la atmósfera, el CO₂ emitido se canaliza hacia el sistema de Mantel, donde las sales de la compañía se pulverizan mediante un dispositivo similar a un cabezal de ducha. El CO₂ se difunde a través de las sales fundidas en una reacción reversible mediante un aumento adicional de la temperatura, de modo que las sales se evaporan liberando CO₂ puro que puede transportarse para su uso o almacenarse bajo tierra.

Una diferencia clave con respecto a otros métodos de captura de carbono que han tenido dificultades para ser rentables es que Mantel utiliza el calor de su proceso para generar vapor para sus clientes, combinándolo con agua en otra parte de su sistema. Mantel afirma que el suministro de vapor, que se utiliza para impulsar muchos procesos industriales comunes, permite que su sistema funcione con tan solo el 3 % de la energía neta que requieren los sistemas de captura de carbono de última generación.

“Seguimos consumiendo energía, pero recuperamos la mayor parte en forma de vapor, mientras que la tecnología actual solo consume vapor”, afirma Halliday, cofundador de Mantel junto con Sean Robertson (doctorado en 2022) y Danielle Rapson. “Ese vapor representa una valiosa fuente de ingresos, lo que nos permite transformar la captura de carbono, antes considerada un proceso de gestión de residuos, en un proceso de creación de valor para la actividad principal de nuestros clientes, ya sean centrales eléctricas que utilizan vapor para generar electricidad o refinerías de petróleo y gas. Esto cambia por completo la economía de la captura de carbono”.

De la ciencia a las startups

El primer contacto de Halliday con el MIT se produjo en 2016, cuando envió un correo electrónico sin previo aviso a Alan Hatton, profesor Ralph Landau de Práctica de Ingeniería Química del MIT, preguntándole si podía ir a su laboratorio durante el verano y trabajar en investigaciones sobre captura de carbono.

“Me invitó, pero no me incluyó en ese proyecto”, recuerda Halliday. “Al final del verano me dijo: ´Deberías considerar volver y hacer un doctorado´”.

Halliday se matriculó en un programa conjunto de doctorado y MBA al año siguiente.

“Tenía muchas ganas de trabajar en algo que tuviera impacto”, dice Halliday. “El programa dual de doctorado y MBA tiene algunos elementos académicos técnicos profundos, pero también trabajas con una empresa durante dos meses, por lo que aplicas mucho de lo que aprendes en el mundo real”.

Al principio, Halliday trabajó en varios proyectos de investigación en el laboratorio de Hatton, los cuales finalmente se convirtieron en empresas. El proyecto en el que permaneció exploraba formas de hacer que la captura de carbono fuera más eficiente energéticamente trabajando a las altas temperaturas comunes en los sitios industriales con altas emisiones.

Halliday se topó con los mismos problemas que investigadores anteriores con la degradación de materiales en condiciones tan extremas.

“Fue el gran limitante para la tecnología”, recuerda Halliday.

En 2019, Halliday llevó a cabo con éxito su experimento con sales de borato fundidas. Poco después comenzó la parte de su programa de MBA, y Halliday decidió aprovechar ese tiempo para comercializar la tecnología. Parte de este proceso tuvo lugar en el curso 15.366 (Emprendimiento en Clima y Energía), donde conoció a sus cofundadores. Resulta que, a lo largo de los años, los exalumnos de esa clase han fundado más de 150 empresas. Halliday también recibió apoyo de la Iniciativa Energética del MIT.

“El MIT se esfuerza por sacar estas grandes ideas del ámbito académico e implementarlas en el mundo real para que puedan ser valoradas y utilizadas”, afirma Halliday. “En la clase de Emprendimiento Climático y Energético, ponentes externos nos mostraron cada etapa de la creación de una empresa. La hoja de ruta tecnológica de nuestro sistema abarca desde el tamaño de una caja de zapatos, pasando por un contenedor de transporte, hasta el de una vivienda de una habitación, y finalmente, el de un edificio. Fue realmente valioso ver otras empresas y decir: ´Así es como podríamos ser nosotros en tres o seis años´”.

De startup a escalar

Cuando Mantel se fundó oficialmente en 2022, sus fundadores contaban con un sistema del tamaño de una caja de zapatos. Tras obtener financiación inicial, el equipo construyó un sistema del tamaño de un contenedor marítimo en The Engine, una incubadora de empresas emergentes afiliada al MIT. Este sistema lleva funcionando casi dos años.

El año pasado, Mantel anunció una alianza con Kruger Inc. para construir la próxima versión de su sistema en una fábrica de Quebec, que entrará en funcionamiento el próximo año. La planta operará durante una fase de prueba de dos años antes de que, de tener éxito, se implemente en las demás plantas de Kruger.

“El proyecto de Quebec está demostrando la eficiencia de captura y la mejora sustancial en el uso de energía de nuestro sistema”, afirma Halliday. “Reduce el riesgo de la tecnología y abrirá muchas más oportunidades”.

Halliday afirma que Mantel está en conversaciones con cerca de 100 socios industriales en todo el mundo, incluyendo propietarios de refinerías, centros de datos, plantas de cemento y acero, y compañías de petróleo y gas. Debido a que se trata de una solución independiente, Halliday explica que el sistema de Mantel no requiere grandes modificaciones para su uso en diferentes industrias.

Mantel no se dedica a la conversión ni al secuestro de CO₂, pero Halliday afirma que la captura representa la mayor parte de los costos en la cadena de valor del CO₂. Además, genera CO₂ de alta calidad que puede transportarse por oleoductos y utilizarse en industrias como la alimentaria y de bebidas, como el CO₂ que da gas a los refrescos.

“Esta es la solución con la que sueñan nuestros clientes”, afirma Halliday. “Significa que no tienen que cerrar sus activos multimillonarios ni reinventar su negocio para abordar un problema que todos reconocen como existencial. Existen dudas sobre el cronograma, pero la mayoría de las industrias reconocen que este es un problema que tarde o temprano tendrán que afrontar. Se trata de una solución pragmática que no pretende transformar el mundo como lo imaginamos. Se centra en el problema actual y lo resuelve”.

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