La tecnología de catalizador de AZUL Energy mejora el rendimiento del almacenamiento de energía al aprovechar un diseño molecular inspirado en la hemoglobina.
Beneficios
- Mejorar las soluciones de almacenamiento de energía
- Utilice recursos abundantes
- Reducir las emisiones de dióxido de carbono
- Mejorar el rendimiento de los costos
Aplicaciones
- Pilas de combustible, electrolizadores de agua
- Almacenamiento de energía de larga duración (LDES) con baterías de metal-aire
Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU abordados
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Objetivo 7: Energía limpia y asequible
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Objetivo 13: Acción Climática
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Objetivo 16: Paz, Justicia e Instituciones Sólidas
El Desafío
La transición energética hacia una energía limpia y sostenible es necesaria, pero se ve amenazada por la dependencia de las soluciones de almacenamiento de energía de tecnologías de metales raros, como los catalizadores de metales del grupo del platino (PGM). Los procesos de extracción y refinación del platino necesarios para fabricar PGM emiten 17 toneladas de dióxido de carbono por cada kilogramo producido. Se espera que la demanda de catalizadores de PGM aumente en los próximos años, con una escasez en la cadena de suministro y costos inflados. Dado que una gran parte del platino del mundo se produce en Sudáfrica y Rusia, la transición energética no solo presenta desafíos ambientales considerables, sino que también plantea importantes consideraciones geopolíticas.
Modelo biologico
Sin el uso de ningún metal raro, el cuerpo humano genera, almacena y transporta energía para sobrevivir. La hemoglobina, una Se encuentra en nuestros glóbulos rojos, Son las reacciones de oxidación-reducción, o “redox”, necesarias en nuestro cuerpo para permitir que se extraiga y utilice energía. Dentro de la hemoglobina, hay una estructura especializada llamada grupo hemo, que contiene hierro en su forma “ferrosa”, Fe²⁺. El hierro en esta forma tiene exactamente la cantidad correcta de electrones para unirse temporalmente a una molécula de oxígeno (O₂), desempeñando un papel esencial en la función catalítica de la hemoglobina.
Detalles de la innovación
Inspirados por los mecanismos internos de generación y distribución de energía del cuerpo humano, los investigadores de AZUL Energy desarrollaron el innovador AZUL como una alternativa limpia a los catalizadores basados en PGM y para mejorar el rendimiento catalítico.
Debido a la complejidad de la estructura del hemo de la hemoglobina, con sus numerosos sustituyentes químicos, su producción en masa es un desafío. Por ello, los investigadores de AZUL Energy encontraron una forma de imitar solo una región del hemo, el sitio activo FeN4, que sirve como la esencia de la estructura y la función catalítica del hemo. En su catalizador sintético, los investigadores reemplazaron la frágil estructura de porfirina del hemo natural por una estructura de ftalocianina más duradera y agregaron una azaftalocianina, o grupo “aza”, para evitar la agregación y mejorar aún más el rendimiento.
La estructura y la geometría inspiradas en la hemoglobina del catalizador AZUL ahora contribuyen a mejorar su longevidad y su rendimiento de almacenamiento de energía, con aplicaciones en celdas de combustible, electrolizadores de agua y dispositivos LDES (almacenamiento de energía de larga duración). El descubrimiento también llevó a la empresa a establecer una vía única de suministro y producción para minimizar el daño ambiental. A diferencia de los catalizadores PGM tradicionales, los catalizadores AZUL producen considerablemente menos CO₂ durante el proceso de fabricación, lo que reduce drásticamente su impacto ambiental.
Catalizadores energéticos AZUL.
El director ejecutivo de AZUL Energy, Koju Ito, con el vicepresidente y director de operaciones, Masayuki Hayashi.
El factor humano
El viaje de AZUL Energy comenzó dos años antes de su fundación oficial, impulsado por investigadores apasionados que lograron un avance que estaba a punto de transformar el futuro de la energía. En el corazón de los dispositivos energéticos como las pilas de combustible se encuentra la reacción de conversión de oxígeno, un proceso crítico que exigía innovación. En un laboratorio dedicado a materiales biomiméticos, los investigadores se inspiraron en la notable capacidad de la hemoglobina para adsorber y desorber oxígeno, explorando su potencial como catalizador para la conversión de oxígeno. Este laboratorio único reunió un diseño molecular que refleja la estructura de la hemoglobina y la experiencia de los electroquímicos, fomentando una sinergia que abrió posibilidades sin precedentes. A través de pruebas exhaustivas, identificaron una molécula con una actividad excepcional para la conversión de oxígeno, estableciendo un nuevo estándar de rendimiento. Con sus capacidades innovadoras rigurosamente validadas, AZUL Energy se estableció en 2019, haciendo realidad la visión de los investigadores.
Ray of Hope Acelerador
Los Ray of Hope Acelerador apoya una cohorte anual de diez nuevas empresas de alto impacto inspiradas en la naturaleza que representan varios sectores y regiones que abordan los mayores desafíos ambientales y de sostenibilidad del mundo. El acelerador se basa en años de experiencia como Ray of Hope Prize (2020-2023), que se creó en honor a Ray C. Anderson, líder empresarial y de sustentabilidad y fundador de Interface, Inc. AZUL Energy, Inc. participó en el 2024 Ray of Hope Acelerador.
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