在应对全球气候变化的挑战中，工业领域一直是减排的难点。工厂和发电厂的高温排放不仅难以处理，其处理过程往往需要消耗大量能源。然而，由MIT校友Cameron Halliday创立的Mantel公司正通过一项创新技术彻底改变这一局面。这项技术不仅能高效捕获工业排放的二氧化碳，还能将捕获过程中产生的热能转化为有价值的蒸汽，为客户创造额外收益，从而彻底改变了碳捕获的经济可行性。
从实验室到产业：一项突破性技术的诞生
坚持不懈的研究之路
Cameron Halliday SM '19, MBA '22, PhD '22在MIT攻读博士初期，面临着一个看似无解的挑战：他不断重复绘制各种材料在高温下吸收二氧化碳能力的图表，但结果总是令人失望。这些图表显示，随着时间推移，材料吸收二氧化碳的能力持续下降，这意味着大多数材料在工业炉、窑炉和锅炉等超高温环境下无法可靠地捕获二氧化碳分子。
"至少我不是一个人在战斗，"Halliday回忆道，"多年来，研究人员一直在尝试寻找能在工业炉超高温下可靠吸收二氧化碳的材料，但大多以失败告终。我的目标只是找到一种能稍微持久一点的材料。"
偶然的重大发现
转机出现在2019年，Halliday将一种名为锂钠正硼酸盐的熔融盐用于测试。这种盐吸收了超过95%的二氧化碳，更重要的是，在50个循环后，图表显示几乎没有降解。100个循环后依然如此，甚至达到1000个循环后仍保持稳定。
"老实说，我们从未期望能完全解决这个问题，"Halliday表示，"我们只是期望改进系统。又花了两个月时间才搞清楚它为什么有效。"
研究人员发现，这种盐在高温下 behaves like a liquid（ behaves like a liquid），避免了导致许多固体材料降解的脆性开裂问题。
"我记得凌晨5点走在Mass Ave桥上，晨跑的人们从我身边经过，"Halliday回忆道，"那一刻我意识到这意味着什么。从那时起，重点就是证明它在更大规模上有效。我们一直在构建下一个放大版本，证明它仍然有效，构建一个更大的版本，再次验证，直到达到在全球范围内部署的最终目标。"
技术原理：熔融盐如何实现高效碳捕获
系统工作流程
Mantel的系统可以添加到发电站和制造水泥、钢铁、纸浆、石油和天然气等产品的工厂设备上，减少约95%的碳排放。排放的二氧化碳不是直接释放到大气中，而是被引导至Mantel的系统，公司的盐分从类似淋浴喷头的东西中喷出。二氧化碳扩散通过熔融盐，这一反应可以通过进一步升高温度逆转，使盐分沸腾分离出纯净的二氧化碳，这些二氧化碳可以运输使用或地下封存。
关键创新点
与其他难以盈利的碳捕获方法相比，Mantel的关键区别在于利用工艺过程中的热量为客户生成蒸汽。通过在其系统的另一部分将热量与水结合，Mantel能够交付蒸汽，而蒸汽是驱动许多常见工业过程的能源。
"我们仍在消耗能源，但大部分以蒸汽形式回收，而现有技术只消耗蒸汽，"Halliday说，"蒸汽是有用的收入来源，因此我们可以将碳捕获从废物处理过程转变为为客户核心业务创造价值的过程——无论是发电站利用蒸汽发电，还是石油和天然气炼油厂。这彻底改变了碳捕获的经济性。"
Mantel表示，其系统只需要最先进碳捕获系统所需净能量的3%。
商业化之路：从MIT实验室到全球工业应用
学术创业的完美结合
Halliday于2016年首次接触MIT，当时他给MIT化学工程实践教授Alan Hatton发了一封冷邮件，询问他是否可以在其实验室度过夏天，从事碳捕获研究。
"他邀请了我，但没有让我参与那个项目，"Halliday回忆道，"暑假结束时他说：'你应该考虑回来攻读博士学位。'
第二年，Halliday enrolled in a joint PhD-MBA program（ enrolled in a joint PhD-MBA program）。
"我真的想做一些有影响力的事情，"Halliday说，"这个联合博士-MBA项目有一些深度的技术学术元素，但你也会为公司工作两个月，所以你在现实世界中运用了很多学到的东西。"
从课堂到企业
MBA项目开始后不久，Halliday决定利用这段时间将技术商业化。部分工作在15.366课程（气候与能源创业）中进行，他在那里遇到了联合创始人。巧合的是，该课程的校友多年来已创立了150多家公司。Halliday还获得了MIT能源计划的支持。
"MIT试图将这些伟大的想法从学术界中提取出来，让它们进入世界，以便被重视和使用，"Halliday说，"在气候与能源创业课程中，外部演讲者向我们展示了公司建设的各个阶段。我们系统的技术路线图是鞋盒大小、运输集装箱大小、一室公寓大小，然后是建筑物大小。看到其他公司并说'这就是我们三年或六年后的样子'，真的非常有价值。"
规模化应用：从试点到全球布局
技术验证与扩展
Mantel于2022年正式成立时，创始人拥有他们的鞋盒大小系统。在获得早期资金后，团队在MIT相关的创业孵化器The Engine建造了运输集装箱大小的系统，该系统已运行近两年。
去年，Mantel宣布与Kruger Inc.合作，在魁省一家工厂建造系统的下一个版本，将于明年投入使用。该工厂将运行两年测试阶段，如果成功，将在Kruger的其他工厂推广。
"魁北克项目正在证明捕获效率和能源使用的显著改善，"Halliday说，"这是对技术的去风险化，将解锁更多机会。"
全球合作网络
Halliday表示，Mantel正在与全球近100家工业合作伙伴进行对话，包括炼油厂、数据中心、水泥和钢铁厂以及石油和天然气公司的所有者。由于它是独立添加的，Halliday表示Mantel的系统不需要太多更改就可以用于不同行业。
Mantel不处理二氧化碳转化或封存，但Halliday表示捕获在二氧化碳价值链中占大部分成本。它还能产生高质量的二氧化碳，可以通过管道运输，并用于食品饮料等行业——比如让你的汽水起泡的二氧化碳。
"这是我们客户梦寐以求的解决方案，"Halliday说，"这意味着他们不必关闭价值数十亿美元的资产并重新设想他们的业务来应对他们所有人都认为是生存危机的问题。关于时间表存在疑问，但大多数行业认识到这是他们最终必须应对的问题。这是一个务实的解决方案，不是试图按照我们的梦想重塑世界。它正在审视今天面临的问题并解决它。"
行业影响与未来展望
重塑碳捕获经济模式
传统碳捕获技术面临的最大挑战之一是经济可行性。这些系统通常需要大量能源运行，且只能被视为成本中心，而非价值创造者。Mantel的技术通过将捕获过程中产生的热能转化为蒸汽，彻底改变了这一范式。
"蒸汽是有用的收入来源，所以我们可以将碳捕获从废物处理过程转变为为客户核心业务创造价值的过程，"Halliday解释道，"这完全改变了碳捕获的经济性。"
对于许多工业设施而言，蒸汽是生产过程中的关键能源需求。通过提供这一资源，Mantel不仅解决了排放问题，还为客户的运营提供了实质性的经济价值。
技术适应性与扩展潜力
Mantel系统的模块化设计使其能够适应各种工业环境，从水泥厂到炼油厂，从钢铁厂到数据中心。这种适应性意味着该技术可以快速部署到全球各地的工业设施中，无需对现有基础设施进行重大改造。
"因为它是独立添加的，我们的系统不需要太多更改就可以用于不同行业，"Halliday指出，"这意味着我们可以更快地扩展，覆盖更多排放源。"
随着全球对工业减排的需求日益增长，Mantel的技术提供了一种务实的解决方案，使企业能够在不中断核心业务的情况下减少碳足迹。
结语：技术创新应对气候挑战
Mantel的碳捕获技术代表了应对气候变化的一种新思路：不是通过颠覆现有工业体系，而是通过创新技术使现有系统更清洁、更高效。这种方法更具可行性，因为它不需要企业从根本上重新设计其业务模式或承担巨大的转型成本。
"这不是试图按照我们的梦想重塑世界，"Halliday强调，"它正在审视今天面临的问题并解决它。"
在气候行动日益紧迫的今天，像Mantel这样的技术创新为我们提供了希望——通过科学、工程和创业的结合，我们能够找到既环保又经济可行的解决方案，为可持续未来铺平道路。随着技术的不断成熟和规模化应用的推进，Mantel有望在全球减排努力中发挥关键作用，证明技术创新可以是应对气候变化的最有力工具之一。
