O metano é responsável por 16 a 20% das emissões globais de gases de efeito estufa e é mais potente em reter o calor na atmosfera do que o dióxido de carbono (consulte Nature 596 , 461; 2021 ). Mais da metade das emissões de metano vem de atividades humanas, incluindo vazamentos de refinarias, minas de carvão e aterros sanitários. Desenvolvemos um material que remove metano de fluxos de gases residuais misturados (ver, por exemplo, ref. 1).
A comercialização do nosso material levou dez anos: desde o desenvolvimento em um laboratório químico (2011−18), passando pela comprovação de sua eficácia em uma usina de gás de mina de carvão (2018−21), até a fabricação e início da comercialização (2019−21).
Parece muito tempo, mas na verdade é rápido. Em nosso campo de química industrial, muitas vezes leva até 20 anos para que um produto saia do laboratório e chegue ao mercado. A maioria dos protótipos falha no primeiro obstáculo – obter o apoio da indústria. As patentes duram apenas 20 anos, tornando-se uma corrida contra o tempo.
O mundo precisa urgentemente de novas tecnologias para evitar as mudanças climáticas. Infelizmente, há pouca orientação para ajudar os acadêmicos na jornada de comercialização e através de território desconhecido nos mundos corporativo e jurídico, enquanto fazem malabarismos com os requisitos da carreira universitária ao longo do caminho.
Para estimular outros, compartilhamos aqui nossas lições para acelerar a tradução de tecnologia. Além de ser um produto empolgante, ele precisa de tempo, dinheiro, gerenciamento de negócios e colaboração em vários setores. A identificação clara da posição de mercado do produto, a colaboração estratégica com os principais parceiros e o acesso a excelentes capacidades de fabricação e engenharia tornam uma nova tecnologia mais propensa a cruzar a linha de chegada.
Identifique o produto
Comece com as perguntas dos ‘5W’: o que é o produto, quem são os clientes, quais são as tecnologias concorrentes, qual é o valor econômico do produto e quais são seus impactos sociais e ambientais. As respostas irão direcioná-lo para as indústrias certas, fontes de financiamento e mensagens de marketing. Aborde quaisquer problemas levantados em paralelo.
Nosso produto é um novo tipo de material adsorvente (zeólitas líquidas iônicas; ILZs) 1 que captura o metano com eficiência. Ele contorna um problema que desafia os químicos há décadas – separar o metano do nitrogênio no ar. Os dois gases têm tamanhos de moléculas, pontos de ebulição e características reativas semelhantes.
Na descoberta, não era óbvio como nosso material seria usado. A serendipidade desempenhou um papel. A KGL mudou de emprego em 2012 para estudar processamento de gás natural (com EFM) na University of Western Australia em Perth. Trabalhamos em um projeto para reduzir as emissões de metano dos fluxos de ventilação de usinas de gás natural liquefeito. Os materiais ILZ pareciam um bom ajuste. E os clientes-alvo ficaram claros: refinarias de gás natural liquefeito, usinas de enriquecimento de gás de carvão e aterros sanitários, bem como instalações de produção de biogás renovável.
Nós nos concentramos primeiro nos clientes que colheriam os maiores benefícios de testar nossa tecnologia pelo menor custo. As grandes usinas de gás natural liquefeito eram muito complexas. As minas de carvão chinesas se encaixavam no projeto. Em 2014, o gás natural era barato e abundante no Ocidente, mas muito procurado na China. E a China fornece a maior parte das matérias-primas para adsorventes. Pesquisadores que comercializavam materiais catalisadores porosos chamados estruturas metal-orgânicas 3 também começaram visando instituições de pesquisa de pequena escala, em vez de grandes fábricas de produtos químicos.
Em seguida, precisávamos enfrentar a concorrência. O tratamento de metano é um campo em rápida evolução. Existem muitas opções para o tratamento de misturas de metano de baixo teor. Cada um tem prós e contras. Os geradores de gás para energia Lean-burn são portáteis e simples, mas têm baixo rendimento. Os oxidantes catalíticos e térmicos funcionam bem em fluxos diluídos de gases, mas desperdiçam energia térmica. Carvões ativados são baratos, mas lutam para separar metano e nitrogênio. Nossos ILZs são mais seletivos, mas ainda tínhamos que maximizar seu desempenho — controlando a forma e o tamanho das partículas para maximizar a quantidade de material ILZ que caberia dentro dos recipientes industriais usados para capturar o metano.
O preço é um desafio para qualquer nova tecnologia. Em última análise, um preço é definido pela estimativa do valor marginal que uma tecnologia pode oferecer a um cliente, em relação às opções convencionais, compensado pelo risco para o cliente de fazer algo novo. O custo de produção pode ser alto no início quando há uma cadeia de suprimentos imatura. Custos diretos (mão de obra, materiais, armazenamento, transporte e utilidades) e despesas indiretas (vendas, marketing, financiamento, impostos, depreciação e patenteamento) devem ser contabilizados.
Em cada etapa, é importante ouvir o que dizem os clientes, parceiros e outras partes interessadas. O produto pode não ser o que o mercado precisa agora; o modelo de negócios pode não ser lucrativo. No nosso caso, vendemos soluções avançadas de engenharia junto com os materiais como um pacote para aumentar o lucro — semelhante à forma como os fabricantes de impressoras ganham dinheiro extra vendendo cartuchos de tinta.
Os impactos ambientais devem ser considerados, como toxicidade do material, gerenciamento de resíduos e pegadas de carbono. Nossos materiais podem ser usados por 8 a 20 anos, após os quais são aquecidos e reciclados ou enterrados. Esse custo de descarte é então comparado com os benefícios ambientais do uso do material. Uma tonelada de ILZ pode capturar cerca de 40 milhões de toneladas de gases de efeito estufa equivalentes a CO 2 durante sua vida útil.
As respostas às perguntas dos ‘5W’ podem mudar durante a jornada, à medida que a tecnologia e a cadeia de suprimentos se desenvolvem. Reúna dados para definir as respostas com mais precisão. Fique de olho nas mudanças globais, em tecnologia, economia e política.
Proteja a propriedade intelectual
Uma patente confere o direito legal de fabricar, usar e vender uma tecnologia por um período de tempo, geralmente 20 anos (como, por exemplo, nos Estados Unidos, China e Europa). Exclui outros de fazê-lo naquele momento. Os segredos comerciais são uma alternativa às patentes para proteger a propriedade intelectual. Isso exige que você evite divulgar as principais etapas de fabricação, de modo que sejam difíceis de serem seguidas por outras pessoas. Na prática, uma mistura de abordagens pode ser usada. Começamos confiando em segredos comerciais, mas implantamos várias patentes à medida que avançávamos.
