A China tem muitos ônibus elétricos. Em 2023, a rede de transporte público do país abrigava mais de 470.000 veículos elétricos que transportavam passageiros de e para seus destinos.

Esses ônibus forneceram uma inspiração improvável para a AirJoule, uma empresa que busca reduzir as emissões do data center com um sistema que pode capturar água do calor residual gerado em data centers refrigerados a ar para que possa ser reutilizado.

"Uma das minhas empresas anteriores trabalhou com a [fabricante chinesa de baterias] CATL para casar nossa tecnologia de motores com suas baterias", diz o CEO da AirJoule, Matt Jore. "Desenvolvemos um trem de força avançado que está operando em ônibus em toda a China”.

"Como parte desse processo, descobrimos que em cidades congestionadas, em que 90% da viagem é gasta em paradas e partidas no trânsito, o ar-condicionado está explodindo, então não é inédito ter sete ou oito vezes mais energia drenada da bateria para ar-condicionado do que em condições normais de direção”.

"Então começamos a procurar maneiras de melhorar a eficiência desse ar-condicionado, e foi isso que me envolveu no que estamos fazendo agora com a AirJoule".

O sistema da AirJoule não fará uma viagem no ônibus tão cedo, mas a empresa pretende que ele se torne uma visão comum em ambientes industriais geradores de calor, como data centers, onde diz que poderia ajudar a reduzir o uso de energia.

Crescimento orgânico

A máquina da AirJoule é baseada em estruturas metal-orgânicas, ou MOFs, um tipo de polímero poroso com fortes propriedades de ligação e uma grande área de superfície. Isso, em teoria, torna os MOFs ideais para se ligar a partículas específicas, como a água.

Os MOFs existem há anos, diz Jore, mas aplicá-los em ambientes comerciais tem sido difícil por dois motivos; ativar as propriedades úteis do polímero gera calor, e o material tem sido caro para produzir e comprar.

A AirJoule resolveu o problema do preço trabalhando com a empresa química BASF para desenvolver um MOF mais barato. Ao dimensionar o processo de produção, Jore afirma que a empresa conseguiu reduzir o custo do material de cerca de 5.000 dólares (27.513 reais) por quilo para "algo próximo a 50 dólares (275 reais)". Quando se trata do primeiro problema, o sistema da AirJoule reutiliza o calor gerado pelo MOF para transformar o vapor de água de volta em líquido, criando o que a empresa diz ser um processo "termicamente neutro".

Explicando como o sistema funciona, Jore diz que o ar quente entra na máquina AirJoule e é processado em duas etapas. "Dividimos a captação e a liberação de água em duas câmaras que estão desempenhando suas funções simultaneamente", diz ele. "O calor gerado no processo de absorção é passado para a segunda câmara e é puxado para o vácuo. Nós sugamos o ar para fora, e agora tudo o que resta é esse material revestido cheio de moléculas de vapor de água”.

O sistema então inicia seu compressor de oscilação a vácuo que "cria uma atração nas moléculas de vapor de água", diz Jore. "Trilhões dessas moléculas passam por esse compressor oscilante a vácuo e as pressurizamos levemente para que aumentem sua temperatura e se condensem".

A quantidade de água que sai no final do processo depende de quantos sistemas AirJoule você compra. A empresa diz que um módulo será capaz de coletar 1.000 litros de água destilada por dia, seja para ser reutilizada pelo sistema de resfriamento do data center ou fornecida à comunidade local. "Você pode dimensioná-lo em peças modulares", diz Jore.

Apesar das alegações de neutralidade térmica, a AirJoule ainda produz uma pequena quantidade de calor residual. Em março, a empresa revelou que os testes mostraram que a AirJoule demonstrou a capacidade de produzir água destilada pura a partir do ar com uma necessidade de energia inferior a 160 watts-hora por litro (Wh/L) de água.

Isso aparentemente o torna mais eficiente do que outros métodos de extração de água do ar. "Em comparação com as tecnologias existentes, a AirJoule é até quatro vezes mais eficiente na separação da água do ar do que os sistemas baseados em refrigerante (400-700 Wh / L) e até oito vezes mais eficiente do que os sistemas baseados em dessecante (mais de 1.300 Wh / L) ", disse a empresa em março.

Construindo uma parceria

A máquina AirJoule é baseada em princípios desenvolvidos pelo Dr. Pete McGrail no Pacific Northwest National Laboratory, uma instituição de pesquisa científica dos EUA em Richmond, Washington.

Depois de conhecer o Dr. McGrail durante as paradas da Covid-19 e descobrir mais sobre seu trabalho, Jore e seus colegas decidiram tentar transformá-lo em um produto. Eles se uniram à empresa de tecnologia de energia GE Vernova, que já estava trabalhando em seu próprio projeto ar-água com o Departamento de Defesa dos EUA.

Relembrando os primeiros dias da colaboração, Jore diz: "As duas equipes se conheceram em Montana na minha garagem. Tivemos quatro PhDs da GE Vernova que passaram a semana conosco e tentaram juntar nossas tecnologias e, no final da semana, estávamos tilintando cervejas juntos porque sabíamos que tínhamos algo promissor”.

Para levar a tecnologia ao mercado, uma joint venture foi formada em março de 2024 entre a empresa de Jore, a Montana Technologies, e a GE Vernova. Cada um dos sócios possui 50% da JV, embora em um movimento um pouco confuso, a Montana Technologies tenha mudado seu nome para AirJoule Technologies Corporation, uma decisão que tomou para refletir seu papel na JV.

A joint venture levantou 50 milhões de dólares (275 milhões de reais) quando abriu o capital por meio de uma empresa de aquisição de compra especial, ou SPAC, no ano passado, e em abril anunciou que havia levantado 15 milhões de dólares (82,5 milhões de reais) adicionais de investidores, incluindo a GE Vernova. Até agora, não parece estar oferecendo grande valor para seus acionistas, com o preço de suas ações caindo significativamente esse ano.

Jore e sua equipe esperam mudar isso quando colocar suas máquinas em data centers e outras instalações que produzem muito calor.

"Com cada negócio em que trabalhei, você constrói um protótipo, com custo e confiabilidade definidos, e faz com que as pessoas venham vê-lo", diz ele. "Teremos uma unidade de trabalho este ano que podemos mostrar aos nossos clientes e parceiros e, a partir daí, poderemos demonstrar a replicabilidade dessa unidade".

Desde que essa matéria foi publicada pela primeira vez, a AirJoule anunciou uma parceria com um desenvolvedor de data center de hiperescala não identificado, que deve avaliar sua tecnologia.

Jore acredita que a oferta da AirJoule será atraente para o mercado, apesar da infinidade de tecnologias de captação de água que já existem.

"As empresas que estão lá nos últimos 20 anos usando dessecantes para absorver não estão transferindo o calor de absorção como nós", diz ele. "Temos uma proposta única a esse respeito”.

"Mas os desafios que o mundo enfrenta em torno do abastecimento de água, no sul global e aqui nos EUA, em lugares como Arizona e Califórnia, não serão resolvidos por nenhuma empresa e provavelmente piorarão nos próximos cinco anos. Existem ótimas pessoas trabalhando neste espaço e vejo muitas sinergias entre nós. Vai ser preciso um coração comum e uma missão comum para resolver esse problema".

Ele acrescenta: "A conversa na indústria de data centers no momento é sobre energia, e podemos reduzir a quantidade de energia necessária acessando o maior aquífero do mundo - a atmosfera. AirJoule é a primeira tecnologia que torna o acesso a esse aquífero uma perspectiva verdadeiramente ética”.