SkyNano 启动将二氧化碳转化为固体碳：第 2 部分

到 2050 年仍将产生大量温室气体 (GHG) 排放——一些估计为 10-15 亿吨/年。 如果世界要到 2050 年实现净零排放，就必须以某种方式处理这种“剩余”温室气体。碳捕获和地下储存 (CCUS) 是一种研究最多的方法，因为它已由石油和天然气实施几十年的公司，虽然有 严重的局限性。

但是街区里有一个新孩子。 一个 名为 SkyNano 的公司，始于 2017 年，采用电化学工艺 将二氧化碳转化为固体碳纳米管 而不是传统纳米管生产中使用的热化学过程。 与一氧化碳、多环芳烃 (PAH) 和挥发性有机化合物 (VO) 相比，唯一的副产物是氧气VO
Cs）来自其他方法。

碳纳米管是碳的中空管，尺寸以纳米为单位。 这些固体碳很坚韧，可用于车辆的装甲。 它们可以承载电流，并用于传输电缆。 它们很灵活，用于机织织物。

由于该过程还可用于转化水泥和炼钢厂排放的二氧化碳流，因此它在消除难以减少的排放方面具有很大的前景。

SkyNano 的首席执行官是 Anna Douglas，她于 2017 年在范德比尔特攻读博士学位期间与 SkyNano 的 CTO Cary Pint 教授共同创立了该公司。 Anna 于 2014 年毕业于李大学，获得数学和化学学位，并于 2019 年获得范德比尔特大学跨学科材料科学博士学位。 她与 SkyNano 技术相关的工作在许多同行评审的科学出版物中得到了强调，包括 2019 年福布斯 30 岁以下 30 人奖、2020 年 R&D100 奖、2021 年 TechConnect 创新奖和 2022 年田纳西州州长环境管理奖。

下面是对 Anna 的采访的第 1 部分，该采访的重点是初创公司的新技术和资金，包括与碳捕获、地下注入和储存 (CCUS) 的比较。

第 2 部分将紧随其后，面向市场和气候解决方案。

1. SkyNano公司成立的背景故事是什么？

当我还是一名本科生时，我在俄亥俄州克利夫兰的美国宇航局格伦研究中心进行了暑期实习，并完全爱上了纳米技术和材料科学。 我去范德比尔特大学攻读材料科学博士学位，并开始将用于储能的纳米材料作为研究课题，因为我强烈认为储能是（现在也是）可持续能源基础设施最重要的瓶颈。 在我研究电池时，我意识到我们合成和开采构成电池的许多材料的方式确实不太可持续，甚至会破坏电池作为“清洁”技术的使用。

我和我的博士导师开始寻找其他方法来制造碳结构，这些碳结构在电池化学中有无数用途，并发现了一种电化学过程，自 1900 年代初以来就一直在研究将 CO2 转化为固体碳，但没有高选择性对于特定的碳结构。 我们认为，如果我们从纳米材料合成的背景来探讨这个主题，我们可能能够提高将技术推向市场所需的选择性。 不久之后，我们从能源部的创新十字路口项目中获得了第一笔资金，这是一个嵌入实验室的创业项目，剩下的就是历史了。

2. SkyNano 的基础底层技术是什么？

SkyNano 的基础技术基于自 1900 年代初以来在全球学术实验室中研究的化学过程。 本质上，它是基于二氧化碳通过氧化物分子化学吸收形成碳酸盐，然后将该碳酸盐分子电化学分解回其原始氧化物。 这里的净反应只是 CO2 à C（固体）+ O2（气体）。 这个过程的意义是深远的，因为它是一个从气态二氧化碳产生固体碳的简单 2 电子过程。

二氧化碳非常稳定，这也是它在我们的大气中成为问题的部分原因，但是当我们将其恢复为固态碳形式时，它也非常稳定，可以永久储存碳。 这是一个重要的区别，因为许多二氧化碳转化技术生产的最终产品会在其生命周期中重新排放二氧化碳。 这些充其量是碳中和的，但不提供长期永久储存。 像我们的工艺这样的固体产品是两全其美的：碳转化（利用二氧化碳制造经济的产品）和封存（长期储存）。

3. SkyNano 公司是如何获得资金的？ 谁是参与的利益相关者？ 你的融资目标是什么？

截至 2022 年 8.5 月，SkyNano 已从各种联邦、州和商业来源筹集了约 XNUMX 万美元（百万）的非稀释资金。 我们的主要联邦支持者是美国能源部、国家科学基金会和美国国防部。 SkyNano 的技术几乎触及每个联邦机构的战略目标，无论是通过我们的脱碳工作，还是通过我们生产的特定材料，这些材料已被确定为国家安全的关键材料。 为此，我们拥有一系列参与的利益相关者，包括排放源、关注脱碳的政策制定者、碳去除信用的客户以及我们生产的材料的客户。

自成立以来，我们一直专注于使用我们用二氧化碳生产的材料的客户。 固体碳添加剂材料具有多种结构，我们能够满足当今许多现有的市场需求，同时通过价格较低的先进碳材料创造新市场。 我们的资金目标仍然专注于满足客户需求，因此集中在来自研发拨款和客户付费试点的基于项目的资金上。

4. 您可以通过直接从空气中捕获来获取二氧化碳。 这不是很有效，对吧。 您是否还可以从水泥和钢铁厂以及其他难以减排的部门产生的浓缩二氧化碳流中获得它？

这是正确的。 将二氧化碳从大气中抽出并不是很有效。 我们的技术当然 能够 作为一个直接的空气捕获过程运行，但当我们使用至少 1% CO2 的输入流时，它的效率要高得多。 这些是在水泥和钢铁、化学品和能源生产等行业中发现的废物流。 我们目前正在与我国最大的公用事业田纳西河谷管理局合作，以证明联合循环天然气发电厂的烟气可用于生产固体碳产品。

碳排放链中存在一系列利益相关者。 一方面，有一些技术非常适合直接捕获空气以产生浓缩的 CO2 流。 另一方面是许多能够处理高纯度二氧化碳（>2%）的技术。 可以在没有预浓缩的情况下处理 90-1% 二氧化碳的技术要少得多，而这正是我们今天绝大多数二氧化碳排放的来源。 SkyNano 的技术非常有效，可以直接耦合到点源排放，并为我们今天的生活质量所依赖的一些难以减排的部门脱碳。

5. 与碳捕获和地下注入和储存二氧化碳 (CCUS) 相比，您的工艺有多昂贵，除非在另一端生产石油，否则可能需要征收碳税。

挑战 CCUS 的经济学主要是，除了可能的碳税之外，没有经济上的好处，因此整体做法对公司来说是净亏损。 由于 CCUS 技术的成熟度和他们快速脱碳的愿望，大公司目前仍在考虑 CCUS，但在任何情况下，这都是总体净损失，即使有基于税收的激励措施。

SkyNano 的工艺在经济上是可行的，基于我们的二氧化碳、固体碳输出产品的价值，税收优惠只是一种奖励。 事实上，在目前的 2Q 税收结构下，税收优惠的潜在收入与我们的碳产品收入相比是微不足道的。

在成本方面，CCUS 的一些挑战是许可、监管障碍和其他成本，这些成本在评估技术的优点时并不总是显而易见的。 对于 SkyNano，我们的成本主要来自驱动我们的流程所需的电能，随着更多可再生能源进入我们的电网，我们预计随着时间的推移，预计能源价格会下降，从而受益。

有关更多问答，请参阅 SkyNano 初创公司将二氧化碳转化为固体碳：第 2 部分——市场和气候解决方案。