Plus de 20 millions de personnes embarquent chaque année sur des bateaux de croisière pour profiter d'un peu de repos et de détente. Les voyageurs chanceux appliquent généreusement de la crème solaire avant de s'exposer au soleil sur le pont, tandis que la machinerie complexe du navire avance, propulser le navire vers des destinations inconnues.

Maintenant, une start-up de l'Université du Delaware, appelé RiKarbon, Inc., peut avoir un moyen de rendre ces deux activités plus vertes.

Les chercheurs de RiKarbon associent déchets végétaux et huiles naturelles, par la chimie, concevoir une huile biosourcée qui peut être utilisée comme alternative renouvelable aux ressources à base de pétrole typiques utilisées dans tout, des lotions pour la peau et des écrans solaires populaires aux lubrifiants pour l'expédition, agriculture, agroalimentaire et production d'hydroélectricité, entre autres.

L'huile écologique est fabriquée à partir d'environ 50 pour cent de biomasse, comme les graminées, cosses de maïs et copeaux de bois, et 50 pour cent d'huile de cuisson courante, comme l'huile végétale ou de noix de coco.

« Si nous pouvons utiliser des sources renouvelables, il minimisera la pression sur le pétrole tout en réduisant notre empreinte carbone et en créant une utilisation durable pour d'énormes quantités de biomasse disponible, " a déclaré Basudeb Saha, fondateur de RiKarbon. Selon un rapport du département américain de l'Énergie de 2016, plus de 130 millions de tonnes sèches de biomasse provenant de ressources résiduelles ne sont pas utilisées chaque année.

Cosmétiques plus verts

L'accent mis sur l'industrie des cosmétiques est né des ingrédients potentiellement nocifs inclus dans les lotions pour la peau et les écrans solaires populaires pour offrir une protection solaire améliorée et d'autres avantages. Une fois lavé à l'eau, les ingrédients qui ne sont pas solubles dans l'eau créent une pollution dans nos cours d'eau qui peut être nocive pour l'environnement. Par exemple, les résidus de crème solaire lavés dans l'océan peuvent affecter le développement des organismes marins, comme les limules, et altérer les écosystèmes fragiles trouvés dans les récifs coralliens.

Intérêt des consommateurs pour la réduction des ingrédients nocifs liés à des problèmes de santé, en faveur de plus sûr, ingrédients renouvelables, est également à l'origine de changements.

"Nous lisons rarement les informations concernant les produits que nous utilisons, " dit Saha, qui est également directeur associé de la recherche au Catalysis Center for Energy Innovation (CCEI) dirigé par l'UD. "Nous sommes tous ignorants de ce qu'il y a réellement à l'intérieur d'eux, même si nous mettons un point d'honneur à utiliser un écran solaire lorsque nous allons à la plage et à d'autres endroits. Si nous pouvons utiliser notre produit pour remplacer les ingrédients nocifs, nous pouvons aider l'environnement et servir le consommateur."

Applications dans les lubrifiants

Un domaine d'utilisation émergent de la technologie écologique de RiKarbon réside dans les lubrifiants, une industrie de 60 milliards de dollars. Les lubrifiants sont utilisés pour maintenir les roulements, engrenages, propulseurs, moteurs et autres pièces mécaniques fonctionnant parfaitement dans tout, des navires aux éoliennes, avions, automobiles et matériels agricoles.

« Il existe un grand besoin de lubrifiants respectueux de l'environnement pour les applications où les produits à base de pétrole peuvent entraîner des problèmes environnementaux coûteux à nettoyer, " dit Saha.

Selon un rapport de 2011 de l'Environmental Protection Agency, jusqu'à 16 millions de gallons de lubrifiants pétroliers par an sont accidentellement rejetés dans l'océan en raison de fuites et de l'élimination négligente des lubrifiants des navires marins, navires de croisière et turbines de production hydroélectrique. C'est 1,5 fois la quantité de pétrole déversée lors de la catastrophe de l'Exxon Valdez en 1983, où un pétrolier a heurté un récif dans le détroit du Prince William en Alaska, en déversant 11 millions de gallons de pétrole brut dans l'eau. Les effets environnementaux néfastes sur les organismes marins et les écosystèmes fragiles sont importants, suscitant des inquiétudes croissantes et incitant à la recherche d'alternatives plus sûres.

RiKarbon

La start-up est née du travail de Saha au CCEI, un centre de recherche sur les frontières de l'énergie hébergé à l'UD et financé par le ministère de l'Énergie, qui se concentre sur les technologies d'énergie renouvelable dérivées de la biomasse non alimentaire.

"Au cours de la dernière décennie, CCEI et d'autres acteurs de la conversion de la biomasse en produits chimiques ont développé ce que l'on appelle des « matériaux de remplacement » qui peuvent être utilisés en remplacement direct des produits conventionnels obtenus à partir du pétrole, ", a déclaré Saha. "Mais le traitement de la biomasse est coûteux, donc les méthodes doivent être économiquement viables pour être adoptées."

La biomasse est une matière végétale qui a été décomposée d'un solide en un liquide. Blocs de construction de biomasse, cependant, sont de petites molécules qui ne contiennent que quelques atomes de carbone. Afin de remplacer les molécules riches en carbone présentes dans les huiles cosmétiques ou les lubrifiants, ces molécules à faible teneur en carbone doivent être « couplées » ou cousues ensemble pour créer des énergies renouvelables, des produits de haute performance qui offrent un gros gain par rapport à leurs pairs à base de pétrole en termes d'applications, toxicité et effets environnementaux.

Chez RiKarbon, c'est-à-dire révolutionner le carbone, l'équipe de recherche associe des molécules de carbone issues d'huiles naturelles, comme l'huile végétale ou de noix de coco, avec ceux issus de la matière végétale, connue scientifiquement sous le nom de biomasse lignocellulosique, à partir d'écorces de maïs, des herbes ou des arbres grâce à une réaction écoénergétique pour créer des molécules plus grosses. Les chercheurs utilisent de nouveaux catalyseurs pour accélérer les réactions chimiques qui leur permettent d'assembler le carbone disponible à partir de ces molécules et de l'utiliser pour quelque chose de nouveau, dans ce cas, le pétrole renouvelable.

Le produit physique ressemble à de l'eau mais c'est en fait une huile visqueuse qui se mélange facilement avec d'autres additifs, offrant un avantage sur les huiles à base de pétrole. Le processus développé par RiKarbon est flexible, trop, permettant aux huiles renouvelables avec des structures et des propriétés nettement différentes de répondre à un large éventail de spécifications.

L'équipe a récemment reçu 150 $, 000 en financement du programme de transfert de technologie des petites entreprises (STTR) de la Small Business Administration des États-Unis - Département de l'énergie, une injection qui permettra à l'équipe de travailler au développement de lubrifiants écologiquement acceptables pour l'hydroélectricité, une source de production d'électricité à faible émission de carbone.

L'accompagnement UD clé du succès d'une startup durable

Faire décoller une start-up n'est pas un voyage en solo. Il faut plus qu'une idée et une détermination pour mettre la recherche en laboratoire universitaire sur le marché, Saha a dit, soulignant de nombreux autres à travers le campus et l'État qui ont soutenu le succès de RiKarbon dans les coulisses.

Participer au programme Blue Hen Proof-of-Concept de Horn Entrepreneurship, par exemple, aidé l'équipe RiKarbon à se connecter avec d'autres pour en savoir plus sur la création d'une entreprise en démarrage, affiner leurs compétences de présentation et postuler pour participer au programme Innovation Corps (I-Corps) de la National Science Foundation (NSF), qui aide les scientifiques et les ingénieurs qui ont des technologies susceptibles de passer du laboratoire universitaire à la commercialisation. Armé de 50 $, 000 en financement NSF, l'équipe RiKarbon participera à I-Corps à l'hiver 2019.

Ensuite, il y a eu les longues discussions avec les professionnels du transfert de technologie au Bureau de l'innovation économique et des partenariats d'UD où Saha s'est mis au courant des divulgations d'inventions, brevetabilité, licence et la valeur de la technologie sur le marché. Le Delaware Small Business Development Center a aidé l'équipe RiKarbon, trop, dans le développement de son site Internet, mener des études de marché et comprendre la logistique commerciale. Finalement, un 50 $, 000 Prix Entrepreneur Proof of Concept (EPoC) du Delaware Bioscience Center for Advanced Technology, soutenu par l'État du Delaware, aidera RiKarbon à élargir la découverte de nouveaux produits.

"Sans toute cette aide, RiKarbon ne serait pas là où il est aujourd'hui, " dit Saha.

Actuellement, Saha travaille avec plusieurs sociétés pour évaluer et tester des huiles renouvelables à 100 % biosourcées dans les formulations de produits actuelles utilisées dans les produits de soins personnels et les applications de lubrifiants. Jusque là, les premiers retours ont été positifs, et les choses ne semblent pas ralentir de si tôt.

« Nous avons embauché deux employés, l'espace loué dans l'incubateur STAR Campus d'UD et envisagent des moyens d'étendre le produit, " dit Saha.

Dans d'autres travaux, Saha travaille sur des technologies pour alimenter l'industrie aéronautique avec des biocarburants. Il a récemment été nommé au Comité consultatif technique sur la recherche et le développement de la biomasse (TAC), un consortium de bioénergie composé d'experts en la matière et de décideurs d'agences étatiques et fédérales, où il espère apporter des informations sur les besoins futurs en bioénergie, avec un regard tourné vers la bioéconomie.