Växthusgaser och plastavfall är målen för en USC Dornsife kemistartup.

Postdoktor och Catapower Inc. direktör Zhiyao (Yao) Lu beskriver företagets teknologi som en molekylär robot som förvandlar vegetabilisk olja till förnybara bränslen och biologiskt nedbrytbar plast.

"Vi började som ett team av forskare som tacklade två av världens mest framträdande miljöutmaningar - den obevekliga ökningen av växthusgaser och konglomeratet av plastavfall i haven, " sa Lu, hänvisar till väldokumenterade plastplåster av storleken på Australien som nu flyter i Stilla havet. När man närmar sig problemet som kemist, han ville ta itu med båda problemen på en gång.

Catapowers fart underströks i mars när Lus presentation fick det bästa 2018 års USC Wrigley Sustainability Prize på $7, 000. Den årliga tävlingen främjar affärsidéer som hjälper miljön. Under veckorna före tävlingen, eleverna utarbetade affärsplaner och finslipade sina pitcher medan tilldelade mentorer hjälpte dem att omsätta sina idéer till handling.

Lu var en av sju finalister som presenterade sin forskning för en panel av ledande teknik- och vetenskapsexperter vid Ronald Tutor Campus Center.

I hälarna på den framgången, Catapower valdes ut till programmet National Science Foundation Innovation Corps (I-Corps) för att lära sig hur man driver en startup, inklusive kundförvärv, införlivande, licensiering och insamling av pengar. USC är hem till Southern California I-Corps-navet, ett av åtta centra över hela landet, administreras gemensamt av California Institute of Technology och UCLA. Programmet syftar till att främja rikstäckande innovation genom att uppmuntra översättning av idéer och forskning bortom laboratoriet för social och ekonomisk påverkan.

Att förvandla matolja till bränsle

Catapower har för avsikt att uppgradera matolja från kommersiella och hushållsfritöser till biodiesel och mjölksyra.

Biodiesel är en miljövänlig, bränsle med lågt koldioxidutsläpp, men dess utbredda användning i tung utrustning, flygplan, lastbilar och kraftgeneratorer har hindrats av sina höga produktionskostnader. Den nya tekniken övervinner kostnadshindret överkomligt och hållbart, sa Lu. Och vilken typ av vegetabilisk olja som helst kan användas för uppgraderingsprocessen.

"Så nu har vi en process som gör två värdefulla produkter och inget avfall, " han sa.

Den andra produktlinjen utnyttjar polymerformen av mjölksyra, en biologiskt nedbrytbar plast som ofta används i engångsartiklar och biologiskt nedbrytbara medicintekniska produkter. Salterna av mjölksyra används som miljövänliga antimikrobiella medel i en rad produkter från livsmedel till kosmetika och är värdefulla råvarukemikalier.

Förnybara bränslen:Att flytta från labbet till något större

Som en del av det intensiva I-Corps-programmet, Lu var på väg i augusti med sin affärspartner och rådgivare, Professor i kemi Travis Williams, att prata med potentiella kunder, partners och investerare. Finansiering skulle göra det möjligt för Catapower att växa från labb- och provrörsstadium till något mycket större. Grundarna sa att företaget förhandlar om stora kontrakt för att distribuera sin teknologi i raffinaderiskala under 2019.

Även om det kan tyckas som att saker och ting händer snabbt, Lu påpekade att han och andra USC Dornsife kemistudenter har arbetat flitigt i mer än fem år för att komma så långt.

"Efter att ha utvecklat och testat många generationer av olika katalysatorer, vi kom äntligen fram till den här — en molekylär maskin, sa Lu, formellt företagets tekniska chef. "Det fungerar miljontals gånger med hög precision, mycket selektivt omvandlar glycerolavfallet till laktat samtidigt som man producerar biodiesel."

Williams, som uppmuntrade Lu att ta sig an kommersialiseringsutmaningen utöver sitt postdoktorala ansvar, fungerar som akademisk rådgivare, medgrundare och teknisk rådgivare för företaget. Flera elever i Williams labb, inklusive Ivan Demianets, Valeriy Cherepakhin och Talya Kapenstein, har också deltagit.

Williams lab arbetar med USC Wrigley Institute for Environmental Studies, som verkar på Santa Catalina Island och University Park campus, att skapa ett demonstrationsprojekt som ger praktiska och pedagogiska fördelar.

"Från vårt perspektiv, att kunna förädla biodiesel här på en ö sparar oss besväret att komma på hur vi ska bli av med använd matolja och minskar också mängden dieselbränsle vi behöver ta med till ön, sade John Heidelberg, docent i biologiska vetenskaper vid USC Dornsife och biträdande direktör för USC Wrigley Institute.

Ta itu med ett större problem

Lu, som växte upp i nordvästra Kina, studerade farmaceutisk vetenskap på college innan han kom till USC Dornsife för att ta sin doktorsexamen. i kemi.

"Jag har alltid velat bidra till samhället genom att förbättra människors livskvalitet och tänkte att jag skulle arbeta med att utveckla nya mediciner som kan hjälpa hundratusentals människor." Allteftersom tiden gick, han såg utmaningen i ett annat ljus.

"Jag trodde, varför blir så många människor sjuka?" sa han. "Vi förorenar miljön, som skadar människors hälsa. Jag insåg att det finns ett mycket större problem, den miljöförsämring som hotar vårt samhälles hållbara framtid."