„Um die Industrie zu dekarbonisieren, müssen wir Wärme dekarbonisieren“, sagt Addison Stark, Geschäftsführer und Mitbegründer des Startups.
Tatsächlich könnte die Wärmeerzeugung aus der Industrie etwa 10 % der weltweiten Kohlendioxidverschmutzung ausmachen. Der Sektor ist stark auf Dampf angewiesen, um Wärme zu übertragen, Geräte und Waren zu sterilisieren und Chemikalien zu trennen. Laut einer früheren Analyse von Stark und einem Kollegen könnte die Praxis weltweit mehr als 2 Milliarden Tonnen Kohlendioxidverschmutzung pro Jahr verursachen.
New Belgium Brewing, das vor allem für die Herstellung von Fat Tire Ale bekannt ist, nutzt große Mengen Dampf, um die Temperaturen in seinen Kochkesseln fein abzustimmen und so an entscheidenden Stellen des Bierherstellungsprozesses die Aromen aus Hopfen und Getreide herauszuholen.
Es gibt Elektrokessel, die ihren Strom größtenteils aus erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind beziehen können, und werden bereits in der Produktion eingesetzt. Sie basieren jedoch im Allgemeinen auf einer Widerstandsheizung, die Wärme erzeugt, indem ein elektrischer Strom durch ein leitfähiges Material oder das Wasser im Kessel geleitet wird. Das verschlingt viel Strom und treibt die Kosten in die Höhe, was solche Geräte bisher daran gehindert hat, große Marktanteile zu erobern, sagt Stark, zuvor Fellow und amtierender Direktor bei ARPA-E, der Abteilung für fortgeschrittene Forschung des US-Energieministeriums.
Stattdessen basiert AtmosZero auf der Wärmepumpentechnologie, die Elektrizität nutzt, um Kältemittel mit niedrigem Siedepunkt durch einen geschlossenen Kreislauf zu zirkulieren. Das Gerät saugt Wärme aus der Umgebungsluft an, erhöht mithilfe eines Kompressors die Temperatur des Kältemittels so weit, dass Wasser zum Kochen kommt, und überträgt diese Wärmeenergie dann über einen Wärmetauscher in einen Behälter, der Dampf erzeugt.
Wärmepumpen können weitaus effizienter sein als Produkte, die auf Widerstandsheizung basieren, da, wie Casey Crownhart von MIT Technology Review in einem früheren Erklärer dargelegt hat, der größte Teil des Stroms dazu verwendet wird, Wärme zu sammeln und zu transportieren, anstatt sie direkt zu erzeugen.
Laut Stark könnte eine kommerzielle Version des Geräts des Unternehmens bis zu doppelt so effizient sein wie Widerstandskessel.
Das Unternehmen befindet sich derzeit in der Endphase der Entwicklung und Evaluierung seines ersten Prototyps an der Colorado State University. Starks Mitbegründer ist Todd Bandhauer, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der Schule.