Gradiant: Revoluce v úspoře průmyslové vody

Většina z nás si při zmínce o spotřebě vody vybaví pitnou vodu. Málokdo si ale uvědomuje, že průmyslové procesy, jako je výroba, spotřebují denně miliardy galonů vody. Například výroba jediného iPhonu vyžaduje podle některých odhadů více než 3 000 galonů (zdroj).

Společnost Gradiant, založená týmem z MIT, se zaměřuje na snižování globální spotřeby vody v průmyslu. Nabízí řešení pro recyklaci, úpravu a čištění vody pro největší světové firmy, včetně Coca-Coly, Tesly a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Gradiant tvrdí, že díky svému komplexnímu přístupu pomáhá firmám denně znovu použít 2 miliardy galonů vody a ušetřit dalších 2 miliardy galonů čerstvé vody.

Posláním společnosti je chránit vodní zdroje pro budoucí generace tváří v tvář rostoucí celosvětové poptávce.

„Pracujeme na obou koncích vodního spektra,“ říká Anurag Bajpayee, spoluzakladatel a generální ředitel Gradiantu. „Zabýváme se ultrakontaminovanou vodou a zároveň dokážeme dodat ultračistou vodu pro použití v oblastech, jako je výroba čipů. Naše specializace spočívá v řešení extrémních vodních výzev, které nelze řešit tradičními technologiemi.“

Pro každého zákazníka Gradiant vytváří na míru šitá řešení pro úpravu vody, která kombinují chemické úpravy s membránovou filtrací a biologickými technologiemi. Využívá portfolia patentů k dramatickému snížení spotřeby a odpadu vody.

„Před Gradiantem se ve výrobě čipů spotřebovalo 40 milionů litrů vody. Všechna byla kontaminovaná a upravená, přičemž se znovu použilo jen asi 30 procent,“ vysvětluje Prakash Govindan, spoluzakladatel a provozní ředitel Gradiantu. „Máme technologii, která dokáže recyklovat v některých případech až 99 procent vody. Místo 40 milionů litrů tak výrobci čipů potřebují pouze 400 000 litrů, což je obrovský posun v ekologické stopě tohoto odvětví. A to se netýká jen polovodičů. Dosáhli jsme toho v potravinářství a nápojovém průmyslu, v obnovitelných zdrojích energie, ve farmaceutické výrobě a v mnoha dalších oblastech.“

Hodnota vody – lekce z dětství

Govindan vyrůstal v oblasti Indie, která v jeho 10 letech zažila několikaleté sucho. Bez přístupu k vodovodní vodě patřilo k jeho povinnostem nosit vodu po schodech v bytovém komplexu pokaždé, když dorazil zásobovací vůz.

„Množství vody, které jsme si s bratrem dokázali odnést, nám stačilo na celý týden,“ vzpomíná Govindan. „Hodnotu vody jsem se naučil těžkou cestou.“

Govindan vystudoval Indický technologický institut a během svého doktorandského studia na MIT se zaměřil na skupiny zabývající se vodními výzvami. Pod vedením spoluzakladatele Gradiantu a profesora MIT Johna Lienharda začal pracovat na metodě úpravy vody zvané extrakce nosného plynu.

Bajpayee také pracoval na metodách úpravy vody na MIT a po krátkých postdoktorandských stážích na MIT si s Govindanem nechali svou práci patentovat a založili Gradiant.

Extra kce nosného plynu se stala první proprietární technologií Gradiantu po jeho založení v roce 2013. Zakladatelé začali úpravou odpadních vod z ropných a plynových vrtů a získali svého prvního partnera v Texasu. Gradiant se však postupně rozšiřoval o řešení vodních výzev v energetice, těžbě, textilním průmyslu a rafineriích. Poté zakladatelé zaznamenali příležitosti v odvětvích, jako je elektronika, polovodiče, potravinářství a nápoje a farmaceutický průmysl. Dnes tvoří úprava odpadních vod z ropných a plynových vrtů jen malé procento práce Gradiantu.

S rozšiřováním společnosti přidávala do svého portfolia nové technologie a patentovala nové metody úpravy vody v oblasti reverzní osmózy, selektivní extrakce kontaminantů a oxidace volnými radikály. Gradiant také vytvořil digitální systém, který využívá AI k měření, předpovídání a řízení zařízení na úpravu vody.

„Výhodou Gradiantu oproti všem ostatním vodárenským společnostem je, že výzkum a vývoj je v naší DNA,“ říká Govindan a poznamenává, že Gradiant má ve svém sídle v Bostonu špičkovou výzkumnou laboratoř. „Na MIT jsme se naučili, jak provádět špičkový technologický vývoj, a nikdy jsme se toho nevzdali.“

Zakladatelé přirovnávají svou sadu technologií k LEGO kostičkám, které lze kombinovat v závislosti na potřebách zákazníka. Gradiant postavil více než 2 500 těchto komplexních systémů pro zákazníky po celém světě.

„Naši zákazníci nejsou vodárenské společnosti; jsou to průmysloví klienti, jako jsou výrobci polovodičů, farmaceutické společnosti a společnosti z oblasti potravinářství a nápojů,“ říká Bajpayee. „Nemají v úmyslu začít provozovat čističku odpadních vod. Na nás se dívají jako na svého vodárenského partnera, který se postará o celý vodní problém.“

Pokračující inovace

Zakladatelé říkají, že Gradiant v posledních pěti letech zhruba zdvojnásobil své příjmy a do své platformy neustále přidává nové technologie. Gradiant například nedávno vyvinul řešení pro získávání kritických minerálů, které umožňuje extrahovat materiály, jako je lithium a nikl, z odpadních vod zákazníků. To by mohlo rozšířit přístup ke kritickým materiálům nezbytným pro výrobu baterií a dalších produktů.

„Pokud dokážeme extrahovat lithium z solanky ekologicky a ekonomicky životaschopným způsobem, USA mohou uspokojit všechny své potřeby lithia ze svého území,“ říká Bajpayee. „To, co brání rozsáhlé extrakci lithia ze solanky, je technologie, a věříme, že to, co jsme nyní nasadili, otevře brány pro přímou extrakci lithia a zcela zrevolucionuje tento průmysl.“

Společnost také ověřila metodu eliminace PFAS – tzv. toxických „věčných chemikálií“ – v pilotním projektu s předním americkým výrobcem polovodičů. V blízké budoucnosti doufá, že toto řešení zavede do městských čističek odpadních vod, aby chránila města.

Srdcem inovací Gradiantu je přesvědčení zakladatelů, že průmyslová činnost nemusí vyčerpávat jeden z nejdůležitějších světových zdrojů.

„Od průmyslové revoluce bereme přírodě,“ říká Bajpayee. „Úpravou a recyklací vody, snižováním spotřeby vody a zvyšováním vodní účinnosti průmyslu máme jedinečnou příležitost vrátit čas zpět a vrátit přírodě vodu. Pokud je to váš cíl, nemůžete se rozhodnout neinnovat.“