Aprovechamiento de la biología sintética para crear alternativas sostenibles a los productos derivados del petróleo

Visolis está trabajando para descarburar la producción de todo, desde caucho hasta combustible para aviones a través de alternativas de biología sintética.

Reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles requerirá una transformación en la forma en que hacemos las cosas. Esto se debe a que los hidrocarburos que se encuentran en combustibles como el petróleo crudo, el gas natural y el carbón también se encuentran en artículos cotidianos como plásticos, ropa y cosméticos.

La startup Visolis, fundada por el ex alumno del MIT Deepak Dugar, está utilizando biología sintética para descarbonizar la producción de todo, desde combustible para aviones hasta caucho y productos para el cuidado de la piel. Crédito de la imagen: Visolis

Ahora Visolis, fundada por Deepak Dugar SM ’11, MBA ’13, PhD ’13, está combinando biología sintética con catálisis química para reinventar la forma en que el mundo hace las cosas, y reducir gigatoneladas de emisiones de gases de efecto invernadero en el proceso.

La compañía, que utiliza un microbio para fermentar desechos de biomasa como astillas de madera y crear un bloque de construcción molecular llamado ácido mevalónico, está produciendo todo de manera más sostenible, desde llantas para automóviles y cosméticos hasta combustibles de aviación, ajustando los procesos químicos involucrados para producir diferentes subproductos.

“Empezamos con [the rubber component] isopreno como molécula principal que producimos [from mevalonic acid]pero hemos ampliado nuestra plataforma con esta combinación única de química y biología que nos permite descarbonizar múltiples cadenas de suministro de manera muy rápida y eficiente”, explica Dugar.

“Imagine pantalones de yoga con carbono negativo. Podemos hacerlo realidad. Los neumáticos pueden ser de carbono negativo, el cuidado personal puede reducir su huella, y ya estamos vendiendo en cuidado personal. Entonces, en todo, desde el cuidado personal hasta la indumentaria y los productos industriales, nuestra plataforma permite la descarbonización de la fabricación”.

«Carbono negativo» es un término que Dugar usa mucho. Visolis ya se asoció con algunos de los consumidores de isopreno más grandes del mundo, un precursor del caucho, y ahora Dugar quiere probar el proceso de la empresa en otras industrias de emisiones intensivas.

“Nuestro proceso es carbono negativo porque las plantas toman CO2 del aire, y tomamos esa materia vegetal y la procesamos en algo estructural, como caucho sintético, que se usa para techos, llantas y otras aplicaciones”, explica Dugar. .

“En términos generales, la mayor parte de ese material al final de su vida útil se recicla, por ejemplo, al asfalto o la carretera o, en el peor de los casos, termina en un vertedero, por lo que el CO2 capturado por la materia vegetal permanece capturado. en los materiales Eso significa que nuestra producción puede ser de carbono negativo dependiendo de las emisiones del proceso de producción. Eso nos permite no solo reducir el cambio climático, sino también comenzar a revertirlo. Esa fue una idea que tuve hace unos 10 años en el MIT”.

Encontrar un camino usando biología sintética

Para su doctorado, Dugar exploró la economía del uso de microbios para fabricar aditivos de gas de alto octanaje. También tomó clases en la Sloan School of Management del MIT sobre sostenibilidad y emprendimiento, incluido el curso particularmente influyente 15.366 (Climate and Energy Ventures). La experiencia lo inspiró a iniciar una empresa.

“Quería trabajar en algo que pudiera tener el mayor impacto climático, y eso era reemplazar el petróleo”, dice Dugar. “Se trataba de reemplazar el petróleo no solo como combustible sino también como material. Todo, desde la ropa que usamos hasta los muebles en los que nos sentamos, a menudo se fabrica con petróleo”.

Al analizar los avances recientes en biología sintética y hacer algunos cálculos a partir de los primeros principios, Dugar decidió que era viable un enfoque microbiano para limpiar la producción de caucho. Participó en el Premio de Energía Limpia del MIT y trabajó con otros en el MIT para probar la idea.

Pero aún era solo una idea. Después de graduarse, tomó un trabajo de consultoría en una gran empresa, pasando las noches y los fines de semana alquilando un espacio de laboratorio para seguir tratando de hacer realidad su caucho sintético sostenible.

Después de 18 meses, al aplicar conceptos de ingeniería como el diseño a escala a la biología sintética, Dugar pudo desarrollar un microbio que cumplía con el 80 por ciento de sus criterios para producir una molécula intermedia llamada ácido mevalónico. A partir de ahí, desarrolló un proceso de catálisis química que convirtió el ácido mevalónico en isopreno, el principal componente del caucho natural.

Desde entonces, Visolis ha patentado otros procesos de conversión química sintética que convierten el ácido mevalónico en combustible de aviación, polímeros y tejidos.

Dugar dejó su trabajo de consultoría en 2014 y recibió una beca para trabajar en Visolis a tiempo completo en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley a través de Activate, una incubadora que empodera a los científicos para reinventar el mundo.

Del caucho a los combustibles para aviones

Hoy, además de isopreno, Visolis vende productos para el cuidado de la piel a través de la marca Ameva Bio, que produce cremas a base de ácido mevalónico reciclando subproductos vegetales creados en otros procesos. La empresa ofrece botellas recargables e incluso compensa las emisiones del envío de sus productos.

“Estamos trabajando en toda la cadena de suministro”, dice Dugar.

“Tenía sentido limpiar la parte de isopreno de la cadena de suministro de caucho en lugar de toda la cadena de suministro. Pero también estamos produciendo moléculas para la piel que son mejores para usted, para que pueda poner algo mucho más sustentable y saludable en su cuerpo en lugar de productos petroquímicos. Lanzamos Ameva para demostrar que las marcas pueden aprovechar la biología sintética para convertir ingredientes de carbono negativo en productos de alto rendimiento”.

Visolis también está iniciando el proceso de obtener la aprobación regulatoria para su combustible de aviación sostenible, que Dugar cree que podría tener el mayor impacto climático de cualquiera de los productos de la compañía al limpiar la producción de combustibles para vuelos comerciales.

“Estamos trabajando con empresas líderes para ayudarlas a descarbonizar la aviación”, dice Dugar.

“Si observa el ciclo de vida del combustible, el enfoque actual basado en el petróleo es que extraemos hidrocarburos del suelo y los quemamos, emitiendo CO2 al aire. En nuestro proceso, tomamos materia vegetal, que se adhiere al CO2 y captura energía renovable en esos enlaces, y luego la transferimos al combustible de aviación, además de cosas como caucho sintético, pantalones de yoga y otras cosas que continúan reteniendo el carbono. Por lo tanto, nuestras fábricas aún pueden operar con cero emisiones netas de carbono”.

Visolis ya está generando millones de dólares en ingresos, y Dugar dice que su objetivo es escalar la empresa rápidamente ahora que su molécula de plataforma ha sido validada.

“Hemos escalado nuestra tecnología 10 veces cada dos o tres años y ahora buscamos aumentar la implementación de nuestra tecnología al mismo ritmo, lo cual es muy emocionante”. dice Dugar. “Si extrapolas eso, muy rápidamente obtienes un impacto masivo. Ese es nuestro objetivo”.

Escrito por Zach Winn

Fuente: Instituto de Tecnología de Massachusetts