基于基础研究，一家新创公司正在颠覆数十年来全球提取锂和其他材料的传统方法。
这家公司，普林斯顿关键矿物（前身为PureLi），源于普林斯顿大学的创新和创业生态系统，正在颠覆全球提取锂和其他材料（包括硝酸盐和钾盐）的传统方法，这些材料为当今的清洁能源技术提供动力并支持现代农业。
这家公司开发了一种技术，以提高从蒸发池中提取矿物的生产。蒸发池目前大约产生全球40%的锂和大部分天然存在的硝酸盐。
该技术是一个带有特殊防污涂层的黑色圆盘，像睡莲一样漂浮在池塘表面。它有效地将进入的阳光转化为热能的数量加倍，加速蒸发过程和矿物生产。
正如土木与环境工程教授、安德林格能源与环境中心的Z. Jason Ren所描述的那样，PCM的技术就像为传统开放式蒸发池添加了一个第二太阳。
“当阳光照射到传统蒸发池时，太阳能会分散到整个池塘——这个过程的效率不到50%。”Ren说，他还是PCM的共同创始人和首席科学家。“我们的技术在将进入的阳光转化为热能方面效率超过96%，以加速在现实环境中的蒸发。”
在智利北部的蒸发池进行的现场试验中，该团队与化学公司智利化学矿业公司（SQM）合作，发现与开放池塘相比，他们的技术提高了蒸发率，增幅在40%到122%之间，具体取决于池塘中盐水的成分。
由于该技术提高了现有池塘的生产效率，PCM团队表示，这可以减少需要建造额外蒸发池的需求——这些池塘的面积可以达到数平方英里——以满足世界对锂和其他关键矿物日益增长的需求。同样，任何新项目也可以更紧凑，空间占用更小，环境影响减小。
“在许多方面，矿物提取过程今天和三十年前是一样的，”PCM首席执行官及安德林格能源与环境中心前杰出博士后研究员Sean Zheng说。“我们的技术真的可以彻底改变关键矿物提取的传统方法。”
穿越普林斯顿的创新与创业生态系统的旅程
在《自然水》于2月10日发表的一篇文章中（并在该期杂志的封面上展示），Ren和Zheng回顾了PCM从研究理念到现实影响的旅程。
这家公司起源于Zheng加入Ren的团队，担任安德林格能源与环境中心的杰出博士后研究员。在那里，Zheng帮助调查加速盐水及其他咸水蒸发的技术。
“这真的是从基础研究开始的——我们发表了一篇关于该技术和蒸发过程的科学论文，”Zheng说。“但我们也觉得这项技术是一种可以产生影响的东西。我们想找到一种方法将其带出实验室。”
团队表示，完成这一过渡的核心是普林斯顿大学为从事创新和创业的研究人员提供的丰富资源，包括创新办公室和凯勒工程教育创新中心的项目。
Zheng和Ren参与了国家科学基金会的I-Corps项目和普林斯顿的知识产权加速器项目，这些项目帮助研究人员深入了解市场需求并调整其创新以便于实际应用。普林斯顿大学是I-Corps东北区域中心的主办机构。
“I-Corps和知识产权加速器为我们提供了对我们仍需解决的问题的新视角，”Ren说。“例如，当我们在I-Corps程序中与潜在客户交谈时，我们发现很多作为研究者看起来很有趣的技术方面对行业来说并不那么重要。”
Zheng还指出，他参与首期START创新者项目的经历是一个从学术研究转向创业的机会。该项目是部分学术奖学金和部分初创加速器，允许研究人员在创建商业计划和建立早期企业的同时继续开发他们的技术。
“帮助培养一个生态系统，让我们的教师和研究人员能够有效地将他们的技术转化为商业部门，是创新办公室的核心功能，”创新副院长兼大学创新官Craig Arnold说。“Ren教授展示了如何利用普林斯顿创新生态系统内不同项目和机会的组合来加速这一转化的非常成功的例子。”
该团队还参与了由凯勒工程教育创新中心主办的影响设计项目，该项目帮助研究人员将学术研究转化为现实影响。该项目不仅提供资金支持，还允许研究人员与专家密切合作，帮助他们为商业化做准备。
“我们能够做的事情就是帮助像Ren教授和他的团队这样的研究人员重新思考他们的想法，”科学与工程影响设计项目主任Nena Golubovic说。“我们的目标是根本性地改变参与者的视角，以便他们在离开我们项目时拥有与进入时完全不同的观点。我们会提出一些复杂的问题，这些问题可能超出研究者的传统范围，但对于将学术创新转化为成功结果至关重要。”
在与普林斯顿的创业生态系统接触后，该公司于2023年正式成立。PCM参加了HAX项目的一个小组，HAX是一个位于新泽西州纽瓦克的前种子初创开发加速器，并与智利公司SQM建立合作关系以试点他们的技术。
“我们进展非常迅速，”Zheng说。“在不到两年的时间里，我们从测试幼儿游泳池中的小型原型走到了建立商业化准备产品，并在南美的实际矿物生产设施中部署。”
“普林斯顿提供了基础、生态系统和资源，教会了我们作为小企业成功所需的技能和知识，”他补充道。
新的合作伙伴关系，新的研究方向
在成功融资和在智利北部进行几次试点示范后，PCM现在正处于商业化的早期阶段。尽管与SQM的项目证明了技术的技术和经济可行性，Ren表示，这仍为他在普林斯顿的实验室组带来了新的研究问题。
例如，团队观察到，增强了睡莲的池塘维持更高的表面温度，与开放池塘相比，底部的热传导有限。由于温度影响矿物的溶解度，Ren表示，这些现场示范引发了关于盐水化学的新研究问题，以进一步优化蒸发过程。
“这些问题只有在我们看到现场测试结果后才会出现，”Ren说。“如果我们把工作局限在实验室，这些新方向可能永远不会出现。”
除了为Ren的学术研究提供新方向外，他表示，他与PCM的合作帮助他扩大了对自己工作的影响的看法，超越了在顶级期刊上发表大量论文等传统指标。
“我希望PCM的故事能够激励我在普林斯顿的同事们思考他们的研究如何也能超越实验室，走向现实世界，”Ren说。“我想分享我们的旅程，以便其他人意识到，‘嘿，这也是我可以做的事情。’”
