Da próxima vez que você cozinhar macarrão, imagine que você está cozinhando espaguete, rigatoni e sete outras variedades todos juntos, e eles precisam ser separados em 10 pratos diferentes antes de servir. Um escorredor pode remover a chuva — mas você ainda tem um monte de macarrão não separado.
Agora imagine que isso tivesse que ser feito para milhares de toneladas de macarrão por dia. Isso dá uma teoria da graduação do problema enfrentado por Brendan Smith PhD ’18, cofundador e CEO da SiTration, uma startup formada a partir do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais (DMSE) do MIT em 2020.
A SiTration, que levantou US$ 11,8 milhões em capital semente liderado pela empresa de capital de risco 2150 no início deste mês, está revolucionando a extração e o refino de cobre, cobalto, níquel, lítio, metais preciosos e outros materiais essenciais para a fabricação de tecnologias de robustez limpa, uma vez que motores elétricos, turbinas eólicas e baterias. Suas aplicações-alvo iniciais são a recuperação de materiais de fluxos de sustento de mineração complexos, baterias de íons de lítio usadas de veículos elétricos e vários processos de refino de metais.
O progressão da empresa está em uma novidade tecnologia de membrana de silício que pode ser ajustada para restaurar eficientemente materiais díspares, fornecendo uma opção mais sustentável e economicamente viável aos processos convencionais e quimicamente intensivos. Pense em uma tamis com poros ajustáveis para filtrar diferentes tipos de macarrão. A tecnologia da SiTration atraiu o interesse de participantes da indústria, incluindo a gigante da mineração Rio Tinto.
Alguns observadores podem questionar se mirar em indústrias tão diferentes poderia fazer com que a empresa perdesse o foco. “Mas quando você se aprofunda nesses mercados, descobre que há, na verdade, uma sobreposição significativa em uma vez que todos esses materiais são recuperados, tornando provável que uma única solução tenha impacto em todos os setores”, diz Smith.
Potencializando a recuperação de materiais
Métodos convencionais de extração de materiais críticos em mineração, refino e reciclagem de baterias de íons de lítio envolvem uso pesado de produtos químicos e calor, que prejudicam o meio envolvente. Normalmente, minério bruto de minas ou baterias usadas são moídos em partículas finas antes de serem dissolvidos em ácido ou incinerados em um forno. Depois, eles passam por processamento químico intenso para separar e purificar os materiais valiosos.
“São necessárias até 10 toneladas de insumo químico para produzir uma tonelada de material crítico restaurado da matéria-prima de mineração ou reciclagem de baterias”, diz Smith. Os operadores podem logo vender os materiais recapturados de volta para a enxovia de suprimentos, mas sofrem com grandes oscilações na lucratividade devido a preços de mercado incertos. Os preços do lítio têm sido os mais voláteis, tendo subido mais de 400 por cento antes de desabar de volta para níveis quase originais nos últimos dois anos. Apesar de sua economia ruim e impacto ambiental negativo, esses processos continuam sendo o estado da arte hoje.
Em contraste, a SiTration está eletrificando o processo de recuperação de materiais críticos, melhorando a eficiência, produzindo menos resíduos químicos e reduzindo o uso de produtos químicos e calor. Aliás, a tecnologia de processamento da empresa é construída para ser altamente adaptável, para que possa mourejar com todos os tipos de materiais.
A tecnologia principal é baseada no trabalho feito no MIT para desenvolver um novo tipo de membrana feita de silício, que é indestrutível o suficiente para suportar produtos químicos agressivos e altas temperaturas enquanto conduz eletricidade. Ela também é altamente ajustável, o que significa que pode ser modificada ou ajustada para se adequar a diferentes condições ou atingir materiais específicos.
A tecnologia da SiTration também incorpora eletroextração, uma técnica que usa eletroquímica para isolar e extrair ainda mais materiais-alvo específicos. Essa poderosa combinação de métodos em um único sistema o torna mais eficiente e eficiente no isolamento e recuperação de materiais valiosos, diz Smith. Logo, dependendo do que precisa ser separado ou tirado, os processos de filtragem e eletroextração são ajustados de concordância.
“Podemos produzir membranas com tamanhos de poros desde a graduação molecular até o tamanho de um fio de cabelo humano em diâmetro, e tudo entre eles. Combinado com a capacidade de eletrificar a membrana e separar com base nas propriedades eletroquímicas de um material, essa capacidade de ajuste nos permite atingir uma vasta gama de diferentes operações e aplicações de separação em campos industriais”, diz Smith.
O aproximação eficiente a materiais uma vez que lítio, cobalto e cobre — e metais preciosos uma vez que platina, ouro, prata, paládio e elementos de terras raras — é principal para desbloquear a inovação nos negócios e na sustentabilidade à medida que o mundo avança em direção à eletrificação e se afasta dos combustíveis fósseis.
“Esta é uma era em que novos materiais são essenciais”, diz o professor Jeffrey Grossman, cofundador e observador superintendente da SiTration e Morton e Claire Goulder e Professor de Família em Sistemas Ambientais no DMSE. “Para tantas tecnologias, elas são tanto o gargalo quanto a oportunidade, oferecendo um tremendo potencial para avanços não incrementais. E o papel que elas estão tendo na comercialização e no empreendedorismo não pode ser exagerado.”
Fronteira mercantil da SiTration
Smith se interessou por tecnologia de separação em 2013 uma vez que aluno de doutorado no grupo de pesquisa DMSE de Grossman, que se concentrou no design de novos materiais de membrana para uma variedade de aplicações. Os dois compartilhavam uma curiosidade sobre a separação de materiais críticos e uma miséria de seguir a tecnologia. Depois anos de estudo sob a orientação de Grossman e com o esteio de várias incubadoras e fundações do MIT, incluindo o Deshpande Center for Technological Innovation, a Kavanaugh Fellowship, o MIT Sandbox e o Venture Mentoring Service, Smith estava pronto para formar oficialmente a SiTration em 2020. Grossman tem um assento no recomendação e desempenha um papel ativo uma vez que consultor estratégico e técnico.
Grossman está envolvido em vários spinoffs do MIT e abraça os diferentes imperativos de pesquisa versus comercialização. “Na SiTration, estamos levando essa tecnologia para trabalhar em graduação. Há alguma coisa super empolgante sobre esse objetivo”, ele diz. “Os desafios que vêm com a graduação são muito diferentes dos desafios que vêm em um laboratório universitário.” Ao mesmo tempo, embora nem toda invenção de pesquisa se torne um resultado mercantil, a procura de conhecimento ensejo e orientada pela curiosidade tem seu próprio valor crucial, ele acrescenta.
Foi gratificante para Grossman ver seu aluno e colega tecnicamente talentoso desenvolver uma série de outras habilidades que o papel de CEO exige. Chegar ao mercado e falar sobre a tecnologia com parceiros em potencial, montar uma equipe dinâmica, desenredar os desafios que a indústria enfrenta, recrutar esteio, desde o início — essas se tornaram as atividades mais urgentes na agenda de Smith.
“O que é mais risonho para mim sobre ser um CEO de uma startup em estágio inicial é que há 100 fatores diferentes, a maioria voltados para pessoas, que você tem que velejar todos os dias. Cada secção interessada tem motivações e objetivos diferentes. E você basicamente tenta encaixar tudo isso, para gerar valor para nossos parceiros e clientes, a empresa e para a sociedade”, diz Smith. “Você começa com somente uma teoria, e você tem que continuar alavancando isso para formar um resultado cada vez mais tangível, para multiplicar e progredir relacionamentos comerciais, e fazer tudo isso em uma graduação cada vez maior.”
O DNA do MIT está profundamente enraizado na empresa de nove pessoas, com o graduado do DMSE e ex-aluno da Grossman Jatin Patil uma vez que diretor de resultado; Ahmed Helal, do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, uma vez que vice-presidente de pesquisa e desenvolvimento; Daniel Bregante, do Departamento de Química, uma vez que vice-presidente de tecnologia; e Sarah Melvin, dos departamentos de Física e Ciência Política, uma vez que vice-presidente de estratégia e operações. Melvin é a primeira contratação dedicada ao desenvolvimento de negócios. Smith planeja continuar expandindo a equipe posteriormente o fechamento da rodada de capital inicial da empresa.
Alianças estratégicas
Ser um bom participador foi importante quando se tratou de prometer financiamento, diz Smith. A SiTration recebeu US$ 2,35 milhões em financiamento pré-semente em 2022, liderado pela Azolla Ventures, que suplente seus US$ 239 milhões em capital de investimento para startups que, de outra forma, não obteriam financiamento facilmente. “Investimos somente em áreas de soluções que podem atingir impacto climatológico em graduação de gigatoneladas até 2050”, diz Matthew Nordan, sócio universal da Azolla e agora membro do recomendação da SiTration. O Fundo E14 afiliado ao MIT também contribuiu para a rodada pré-semente; Azolla e E14 participaram da recente rodada de financiamento semente.
“Brendan demonstrou uma habilidade extraordinária de deixar de ser um observador atencioso para se tornar um líder empresarial e pensador que se destacou muito ao se envolver com clientes, recrutar uma equipe muito equilibrada e velejar em mercados complicados”, diz Nordan.
Uma das primeiras parcerias da SiTration é com a Rio Tinto, uma das maiores empresas de mineração do mundo. Enquanto a SiTration avaliava vários casos de uso em seus primeiros dias, identificando materiais críticos uma vez que seu mercado-alvo, a Rio Tinto estava procurando parceiros para restaurar metais valiosos, uma vez que cobalto e cobre, das águas residuais geradas nas minas. Esses metais geralmente ficavam presos na chuva, criando resíduos prejudiciais e resultando em perda de receita.
“Achamos que leste era um grande repto de inovação e o publicamos em nosso site para procurar empresas com as quais fazer parceria e que pudessem nos ajudar a resolver esse repto hídrico”, disse Nick Gurieff, consultor principal para fechamento de minas, em uma entrevista ao Programa de Relação Industrial do MIT em 2023.
Na SiTration, a mineração ainda não era um foco de mercado, mas Smith não pôde deixar de notar que as necessidades da Rio Tinto estavam alinhadas com o que sua jovem empresa oferecia. A SiTration apresentou sua proposta em agosto de 2022.
Gurieff disse que a membrana ajustável da SiTration a diferencia. As empresas formaram uma parceria mercantil em junho de 2023, com a SiTration ajustando sua membrana para mourejar com águas residuais de minas e incorporando o feedback da Rio Tinto para refinar a tecnologia. Depois executar testes com chuva de locais de minas, a SiTration começará a edificar uma unidade de recuperação de materiais críticos em pequena graduação, seguida por sistemas de maior graduação processando até 100 metros cúbicos de chuva por hora.
O desenvolvimento de tecnologia focado da SiTration com a Rio Tinto a coloca em uma boa posição para o prolongamento porvir do mercado, diz Smith. “Cada grama de esforço e recurso que colocamos no desenvolvimento do nosso resultado é voltada para a geração de valor no mundo real. Ter um parceiro líder do setor validando continuamente nosso progresso é uma tremenda vantagem.”
Já faz muito tempo desde os dias em que Smith começou a mexer com pequenos furos em silício no laboratório DMSE de Grossman. Agora, eles trabalham juntos uma vez que parceiros de negócios que estão ampliando a tecnologia para atender a uma urgência global. Sua paixão conjunta por utilizar inovação de materiais a problemas difíceis os serviu muito. “A ciência e a engenharia de materiais são um motor para muitas das inovações que estão acontecendo hoje”, diz Grossman. “Quando você olha para todos os desafios que enfrentamos para fazer a transição para um planeta mais sustentável, você percebe quantos deles são desafios de materiais.”