一项可能为美国节省数十亿美元的散热器改造项目如何从卧室走向董事会

哥伦比亚大学帮助研究生马歇尔·考克斯将一项宿舍改造变成了一个可商业化的系统,该系统每年可减少碳排放量超过600万吨。
Tech Transfers Poster
流行科学

2011年,马歇尔·考克斯住在曼哈顿晨边高地的大学公寓。他的双胞胎兄弟,一名芭蕾舞演员,当时正在百老汇演出,临时和他一起住。兄弟俩睡在窗户旁,抱怨寒冷,而考克斯在公寓另一边,因为蒸汽供暖而感到过热。

为了解决这个问题,当时是哥伦比亚大学电气工程博士生的考克斯,开发了一种散热器改造装置,可以调节蒸汽供暖建筑的温度。现在,考克斯新成立的初创公司Radiator Labs正在开发用于商业用途的改造装置。其产品Thermostatic Radiator Enclosure(恒温散热器外壳)预计将在下个冬季前上市。考克斯将家庭维修技巧转化为商业竞争力的原因,很大程度上归功于他自身的创业决心——尽管哥伦比亚大学的技术转让过程也起到了帮助作用。

***

这个想法是在33岁的考克斯与他的导师伊奥尼斯·基米西斯(Ioannis Kymissis)讨论他供暖的烦恼时产生的。基米西斯负责哥伦比亚大学的非常规电子实验室,该实验室研究薄膜电子。基米西斯说:“那只是一个随意的谈话,”是他和考克斯每周讨论的众多想法之一。但考克斯选择了这个想法并付诸实践,他制作了一个原型并在自己过热的公寓里进行了测试。

马歇尔·考克斯

考克斯称之为“华丽的烤箱手套”的发明,可以套在单管散热器上,解决大多数蒸汽供暖设备温度不可控的波动问题。如今,大多数新建建筑都通过强制热空气或热水供暖。但老建筑,特别是二战前建造的建筑,则使用蒸汽供暖。在20世纪70年代,双层玻璃窗的普及(这种窗户是极佳的隔热材料)彻底改变了房间保暖所需的供暖量——并且改变的程度因房间而异——导致了剧烈的温度波动。这在公寓楼里尤其成问题,因为锅炉对所有人来说都是全开或全关的——蒸汽供暖没有折衷办法。因此,建筑必须根据最冷公寓的需求来调节供暖,导致一些公寓的居民热得烦躁,而另一些公寓则感觉舒适。这不仅令人不快,而且对环境有害:蒸汽供暖散热器产生的能源高达30%被浪费了。纽约市是消耗全国20%蒸汽供暖的地区,每年冬天都会浪费数亿美元来让许多居民感到不适。

考克斯的“华丽的烤箱手套”通过捕获热量来防止其散发到房间。一些热量会从外壳中泄漏出来,但理想情况下只够在冬季较温暖的日子里为房间供暖。当外壳外部的传感器检测到房间太冷时,一个自动风扇会将更多热空气从外壳推入房间。当风扇关闭时,外壳会升温,将本会因过度加热房间而浪费的能量捕获在蒸汽系统中,然后用于为建筑内较冷的区域供暖。考克斯估计,如果美国数百万使用蒸汽散热器的住宅单位都采用这项技术,他们可以节省数十亿美元的能源成本,并减少600万吨以上的碳排放——这大致相当于从道路上移除125万辆汽车。

马歇尔·考克斯

在制造了最初的原型后,考克斯向哥伦比亚大学技术风险投资公司提交了发明报告表。哥伦比亚大学技术风险投资公司是该大学的技术转让办公室。其使命是“促进学术研究向实际应用的转化,以造福社会”。在此过程中,它帮助学生和教职员工申请专利、成立公司并与行业专业人士建立联系,以帮助将校园内的研究商业化。

哥伦比亚大学支付了与申请专利相关的初始费用(这些费用可能高达5,000美元至50,000美元以上),并帮助考克斯成立了一家公司。在哥伦比亚大学技术风险投资公司每年处理的数百项发明中,只有约15项发展成为初创公司。(更常见的是,技术转让办公室帮助研究人员将其发明出售给现有企业。)“要成立一家初创公司,需要具备许多要素,”哥伦比亚大学技术风险投资公司执行董事奥林·赫斯科维茨(Orin Herskowitz)解释说。项目团队需要具备合适的商业和技术知识的组合,并且产品必须有潜力吸引投资者。

马歇尔·考克斯

“Radiator Labs在这方面是完美的,”赫斯科维茨说。这个想法可以独立存在——它不是像IBM这样的大公司在现有技术上的渐进式改进——并且可以以合理的成本制造。“[考克斯]带着一个伟大的想法来找我们,这个想法试图解决市场上的一个真实需求。”赫斯科维茨认为考克斯是一位“显然不会轻易放弃,直到他将此事推向市场的”创业者。

***

考克斯在测试第一个原型时,只使用了他自己的公寓和一个散热器。为了证明这项发明可以在更大的范围内发挥作用,他需要一个更大的公寓和更多的散热器。因此,哥伦比亚大学技术风险投资公司将考克斯引荐给哥伦比亚大学的设施管理部门。该部门非常乐意让他免费在一处大学拥有的公寓楼安装节能改造装置——并测试其可行性。考克斯表示,拥有免费的试点机会“非常有价值”,因为大多数房东都不会允许他在他们的建筑中安装未经检验的技术。“我们当时还是一家非常初期的公司。”

图片由马歇尔·考克斯提供

他将无线功能集成到Thermostatic Radiator Enclosure系统中,使其能够连接到互联网,从而使他能够从任何地方查看试点建筑的集中数据以及旁边一栋(也是大学拥有的)对照建筑收集的数据。不幸的是,他的对照建筑的锅炉出现了问题,导致数据失真。但试点项目 nonetheless 提供了宝贵的经验。“我们发现很多人讨厌响亮的风扇,”考克斯解释道。“美观也是一个问题。”现在,公司拥有了比以前更多的产品数据,以及试点建筑居民的照片和证词。

马歇尔·考克斯

这使得考克斯和他的团队能够带着Radiator Labs参加各种小型商业计划竞赛。根据产品的性质,将发明转化为可销售产品的成本可能从几千美元(例如iPhone应用程序)到数亿美元(例如制药产品)不等。哥伦比亚大学承担了一些前期费用,但并不承担整个过程的费用。2012年春季,Radiator Labs赢得了MIT清洁能源奖,获得了221,000美元的奖金。该奖项是由能源部和马萨诸塞州电力公司NSTAR支持的能源创业竞赛。有了清洁能源奖提供的资金,Radiator Labs得以成为一个严肃的企业实体。

***

目前,该产品正处于后期试点阶段,正在为商业市场进行调整。预计将在今年供暖季或最迟明年上市。该产品的早期版本可能包含无线接收器选项,这将允许直接锅炉控制和互联网连接。甚至可能让你能够通过手机调节公寓的温度。但目前,重点是让产品准备好销售。它很可能面向整个建筑物推出——因为房东控制并支付供暖费用,他们将是看到节能效益的人。考克斯——他已于10月成功通过博士论文答辩,现在全职投入Radiator Labs的工作——也将该产品设想为可以购买以提升个人舒适度的物品。他的目标是设计出易于自行安装的产品,你可以在家居建材超市以几百美元的价格买到。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .