Valero Energy corp .炼油厂在科珀斯克里斯蒂,德克萨斯州

天然气火炬在科珀斯克里斯蒂的精炼厂,德克萨斯州。信贷:埃迪密封/通过盖蒂布隆伯格

甲烷占16−20%的全球温室气体排放,并更有效捕获热量比二氧化碳在大气中(见自然596年,461;2021年)。超过一半的甲烷排放来自于人类活动,包括泄漏从炼油厂、煤矿和垃圾填埋场。我们研制出一种隐形材料,去除甲烷混合废气流(见,例如,ref。1)。

商业化材料花了十年:从发展中在化学实验室(2011−18),证明其有效性在煤矿天然气厂(2018−21),制造业和开始出售(2019−21)。

那听起来像是很长时间,但实际上快。在我们的化学工业领域中,通常需要20年才能走出实验室,产品市场。大多数原型第一个障碍——失败的产业支持。专利只持续20年,使它与时间赛跑。

这个世界需要迫切,以避免气候变化的新技术。不幸的是,几乎没有指导,帮助学者在商业化的旅程和一个陌生的领域企业和法律世界,虽然在大学生涯需求。

来刺激别人,我们在这里分享我们的经验加快技术翻译。除了一个令人兴奋的产品,它需要时间、金钱、跨许多行业业务管理和协作。清晰的标识产品的市场地位,战略与主要合作伙伴合作,获得优秀的制造和工程能力的一项新技术更有可能越过终点线。

确定的产品

开始“5 w”问题:是什么产品,客户,竞争是什么技术,什么是产品的经济价值,什么是它的社会和环境影响。答案将直接你正确的产业,金融和营销信息的来源。解决任何问题提出了并行。

我们的产品是一种新型的吸附剂材料(离子liquidic沸石;ILZs)1这有效地捕捉甲烷。就围绕一个问题挑战化学家几十年——从氮分离甲烷在空气中。两种气体有类似的分子大小、沸点和反应性特征2。

发现,这不是明显的如何使用我们的材料。运气起到一定的作用。K.G.L.乔布斯在2012年搬到研究天然气处理(E.F.M.)大学的西澳大利亚珀斯。我们从事一个项目,减少甲烷排放量的排气流液化天然气工厂。ILZ材料似乎是一个不错的选择。和目标客户明确:液化天然气炼油厂,煤气浓缩厂和垃圾填埋场,以及renewable-biogas生产设施。

我们首先关注客户,收获最好处至少尝试我们的技术的成本。大型液化天然气工厂太复杂了。中国煤矿安装该法案。2014年,天然气在西方是廉价和丰富但在中国的需求量很大。和中国大多数吸附剂的原料供应。研究人员商业化多孔催化剂称为有机框架材料3也开始针对小规模的研究机构,而不是大型的化工厂。

接下来,我们需要面对竞争。甲烷治疗是一个快速发展的领域。有很多选项可用于治疗轻度甲烷混合物。各有利弊。稀薄gas-to-power发电机便携式和简单,但收益率较低。催化和热氧化剂工作在稀释气体但废热能量流。激活碳很便宜但难以分离甲烷和氮。我们ILZs更有选择性,但我们还需要最大限度地发挥其性能,通过控制粒子的形状和大小来最大化ILZ材料可以容纳多少工业容器用来捕捉甲烷。

英格兰肯特郡Northfleet垃圾填埋场,甲烷气体火焰燃烧。

多余的垃圾填埋场甲烷气体燃烧了。信贷:罗伯特·布鲁克/科学照片库

定价是任何新技术的挑战。最终,一套的价格是通过估计边际价值技术可以交付客户,相对传统的选项,抵消风险的客户做一些新的东西。生产成本可能高在一开始时是一个不成熟的供应链。直接成本(劳动力、材料、存储、运输和公用事业)和间接费用(销售、市场、融资、税收、折旧和专利)都必须考虑。

在每个步骤中,重要的是要倾听客户、合作伙伴和其他利益相关者。该产品可能不是现在的市场需要什么;的商业模式可能不会盈利。在我们的例子中,我们出售先进的工程解决方案与材料作为一个包添加利润——类似于打印机制造商如何通过出售墨盒额外的钱。

必须考虑环境影响,如材料毒性、废物管理和碳足迹。我们的材料可以用于8−20年,之后他们被加热和回收或掩埋。这个处理成本是那么重的环境效益使用材料。一吨ILZ可以捕获约4000万吨有限公司2温室气体相当于对其一生。

的“5 w”问题的答案可能会改变在旅途中,随着技术和供应链发展。收集数据来定义更精确的答案。关注全球变化,在技术、经济和政策。

保护知识产权

专利授予合法权利,使用和销售一段时间的技术,通常20年(例如,在美国,中国和欧洲)。它排除了其他人这么做的。商业秘密是一种为保护知识产权专利。需要避免宣传关键生产步骤,这样他们很难让其他人跟随。在实践中,可以使用的混合物的方法。我们开始依靠商业机密,但部署进行多项专利。

首先,缩小这方面的专利。它可能是一个材料,它的使用,一个设备或一个概念。其次,跟一个机构知识产权(IP)官和专利代理人。他们会知道,例如,一个产品是否有商业价值,是否可行,实施保护,以及是否有足够的数据来支持你的说法。

我们提出在2015年第一次临时专利申请在澳大利亚。这个阶段只需要一个坚实的概念。准确的措辞是至关重要的。开始广泛的说法,提供细节来证明创造力和披露尽可能少在特定的技术。

专利是重要的建立一个分拆公司。虽然是无形的,它是公司的初始资产,吸引合作者和投资者。我们的专利提供的安全使我们披露我们的食谱的合作者,这对扩大我们产品的生产是至关重要的。

然而,专利的过程是漫长和昂贵的。我们花了4至7年在澳大利亚申请国际专利(2015),该奖项的第一个完整的专利在国家领土,美国(2019年),中国和澳大利亚(2021)。我们投资超过来自000美元(约15000美元),以确保美国专利单独和每个专利年费,以及持续的一个专利代理人的成本。这是一个很多钱分拆。我们有针对性的国家最有可能提供巨大的市场。我们提出更多的专利作为产品开发和其他候选人出现。

很长一段时间的任何研究人员花在一个项目的阴影。大多数学者,包括我们,感到矛盾,对于限制他们的工作。开放是科学进步的关键。和研究人员需要出版工作,赠款和促销。对我们来说,这意味着走窄线。我们选择期刊文章发表在先进使用的材料4对其生产,而不是披露敏感信息。后来,我们能够说更多的引用专利5。

获得融资和合作伙伴

需要数百万美元转移等技术的研究和发展的三个阶段:实验室研究、工业示范和商业设备试验。

研究的第一步,是熟悉的。开发材料在实验室里,我们最初收到拨款总额几百万美元的澳大利亚研究理事会(ARC),西澳大利亚州政府和全球能源公司。与E.F.M. Cross-collaboration的集团开放行融资产业转型的弧。这些使我们能够扩大我们的生产材料公斤,构建器和吸附剂的性能和测试周期为甲烷捕捉。

这一阶段,大多数项目停滞。一旦研究资金枯竭,我们也几乎结束了这项工作。幸运的是,敦促我们的承诺我们的材料。

甲烷捕捉装置位于沁水盆地,山西省,中国生产的管道天然气。

methane-capture工厂在山西沁水盆地,中国,使用技术独到,Eric李刚和凯文。信贷:Yongqiang王

访问基金以外的研究经费需要与行业和其他专家组织建立伙伴关系。这些可能包括化学、机械和电气工程师业务经理、经济学家、法律顾问和会计师。正是这些相互联系,最终让雪球的努力。这里有一些建议。

第一,寻求战略伙伴关系一旦产品标识。这些可能不一定是大玩家。我们没有运气找到大型吸附剂和气体分离的公司。但我们的确得到注意当我们伸出中小型企业更愿意冒险。

第二,打造国际链接。这些开辟融资渠道,区域的专业知识和市场。会议和展览是连接的好地方。例如,在一个会议上从煤层甲烷减排,我们发起了一个与中国气体分离公司合作。我们同意进行测试在条款和条件在谈判之中。通过保密协议保护我们的知识产权,通过保持商业机密而建立相互信任。这样的谨慎措施避免未来业务纠纷。

第三,获得资助促进合作。在2017年,我们幸运地收到来自200万美元(直接和实物支持)通过澳大利亚政府的全球创新联系项目。这些链接了三个组织一起建立一个创业公司气体捕获技术。

最后,找到合作者在最有利的条件。例如,我们受益于工作与合作伙伴在澳大利亚IP一代,德国制造商提供专业的原材料和天然气公司在中国进行处理和商业示范。

从事工程师

良好的工程是至关重要的。与生产工程师密切合作可以加快速度。例如,与中国的制造商合作,我们花了两年,许多迭代找到一个商业上可行的秘方(见我们的材料go.nature.com/3j3tatb)。在这个过程中,我们开发了一个工程周期6让我们加倍methane-capture效率和降低资本成本。使用建立的设施,工程师和支持团队也比从零开始更快、更便宜。

下一步,商业化生产试验,要求我们找到一个组织,以获得更多愿意测试技术。许多网站访问后,车间和可行性研究,一个领先的煤层甲烷气体公司同意支持我们建立我们的第一个商业甲烷回收工厂在山西沁水盆地,中国。这是一个小型工厂在一个世界上最大的煤层气储量的地区。我们的团队花了五个月时间在现场安装,委员会和测试工厂。

成功赢得了客户在北美和欧洲的销售订单,根据信息在我们的网站上和发表论文。我们可以使用中国合作伙伴的工厂大规模生产材料和治疗浪费。使用别人的设备升级的时间减少了两到三年。

有效沟通

误解可能是商业化的最大原因延误。误解浪费时间和金钱,导致紧张局势和延迟。良好的沟通建立信任。广泛的团队(会计师、工程师、科学家和销售人员)成功是必要的,但并不是所有在相同的页面上。平衡需要找到与整个团队,让大家在和谐与分手专业群体的工作效率。语言和文化障碍可以是一个问题在国际合作中,和任命人员能够在不同的文化背景是一个至关重要的一步。

跨学科交流也是关键。例如,建设示范工厂之前,我们跑到每一块设备管道及仪表图至少20倍的设计、机电工程师参与。我们继续通过整个过程和他们说话。当当地雨季打断了进步,他们帮助我们恢复迅速,例如通过提高仪器的抗水性。

什么下一个

未来更加努力工作,提高生产力,获得资本和建立一个强大的供应链。我们需要多元化产品和收入来源和雇佣有才能的人,谁能全职工作。对我们来说,这是一个第二职业与学术界。如果我们知道我们前面,我们可能已达到商业规模由全职工作更快。

如果我们有同样的机会,我们建立我们的分拆早,参与行业更加频繁,得到更多的反馈在会议或展览行业会议,把我们的技术变成一个商业环境。我们可能会申请专利分别在不同的国家,而不是通过国际缓慢过程。

我们呼吁IP当局加快专利审查过程中,更有效地沟通与其他司法管辖区,避免复制专利搜索和查询。

政府和机构支持商业化是至关重要的。长期支持创新中心或公园需要持续。和资金和培训应该更加系统和广泛使用。培训在知识产权保护和商业化应该有现成的研究人员,从导师的经验在商业世界和企业家参与商业化。董事的治理和商业课程,和培训也会有所帮助。

最后,我们鼓励实验室研究人员感到创业拥抱,耐心,毅力和积极的方法。