Nachhaltige Wasseraufbereitung: MIT-Ausgründung bietet Lösungen für die Industrie

Ein Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat ein Unternehmen gegründet, das verschiedene Möglichkeiten für Wasserrecycling, -aufbereitung und -reinigung anbietet: Gradiant. Zu den Kundinnen und Kunden zählen Firmen wie Coca Cola, Tesla und die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Nach Angaben des Unternehmens tragen seine Technologien dazu bei, täglich 7,5 Milliarden Liter Wasser wiederzuverwenden und gleichzeitig die Entnahme von weiteren 7,5 Milliarden Liter Süßwasser zu verhindern. Nachhaltigkeit ist das Ziel, nämlich die Ressource Wasser für zukünftige Generationen besser zu bewahren.

Das Hauptaugenmerk von Gradiant liegt darauf, Lösungen für komplexe Wasserprobleme zu entwickeln, die mit herkömmlichen Methoden nicht zu bewältigen sind. Anurag Bajpayee, Mitbegründer und CEO von Gradiant, betont: „Wir arbeiten an beiden Enden des Wasserspektrums, von hochgradig verunreinigtem Wasser bis hin zu ultrareinem Wasser für Anwendungen wie die Chipherstellung.“ Für jeden Kunden entwickelt das Unternehmen individuelle Aufbereitungslösungen, die chemische Verfahren, Membranfiltration und biologische Prozesstechnologien kombinieren. Dabei greift Gradiant auf ein Portfolio von Patenten zurück, um den Wasserverbrauch und die Abfallmengen zu reduzieren.

Wasseraufbereitung macht Chipherstellung nachhaltiger

Prakash Govindan, Mitbegründer und COO von Gradiant, verdeutlicht die Auswirkungen der Wasseraufbereitung am Beispiel der Chipherstellung: „Bislang wurden bei der Chipherstellung 40 Millionen Liter Wasser verbraucht, das gesamte Wasser wurde verunreinigt und aufbereitet, wobei vielleicht 30 Prozent wiederverwendet wurden. Unsere Technologie ermöglicht es, in einigen Fällen 99 Prozent des Wassers zu recyceln. Statt 40 Millionen Liter Wasser benötigen Chiphersteller jetzt nur noch 400.000 Liter.“ Gradiants Arbeit beschränkt sich aber nicht auf die Halbleiterindustrie. Auch für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, bei erneuerbaren Energien, in der pharmazeutischen Arzneimittelproduktion und in weiteren Bereichen konnte das Unternehmen Lösungen für mehr Nachhaltigkeit etablieren.

Govindan, der in seiner Kindheit in Indien die Auswirkungen einer jahrelangen Dürre erlebte und den Wert von Wasser auf harte Weise zu schätzen lernte, arbeitete während seiner Promotion am MIT an einer Wasseraufbereitungsmethode namens Trägergas-Extraktion. Gemeinsam mit Bajpayee, der ebenfalls am MIT an Wasseraufbereitungsmethoden forschte, lizenzierte er seine Arbeit und gründete Gradiant. Die Trägergas-Extraktion wurde zum ersten Patent des Unternehmens. Zunächst konzentrierten sich die Gründer darauf Abwasser aus Öl- und Gasbohrungen zu behandeln, weiteten die Aktivitäten aber auch auf andere Branchen aus.

Forschung und Entwicklung als Schlüssel für erfolgreiche Wasseraufbereitung

Neue Wasseraufbereitungsmethoden in den Bereichen Umkehrosmose, selektive Schadstoffextraktion und Oxidation durch freie Radikale kamen hinzu. Darüber hinaus entwickelte das Unternehmen ein digitales System, das künstliche Intelligenz (KI) zur Messung, Vorhersage und Steuerung von Wasseraufbereitungsanlagen einsetzt. Die Gründer vergleichen ihr Angebot mit Legosteinen, die je nach Wasserbedarf des Kunden kombiniert werden können. Bisher hat Gradiant bereits mehr als 2.500 dieser Komplettsysteme für Unternehmen weltweit gebaut.

Bajpayee betont, dass die Kundinnen und Kunden keine Wasserversorger, sondern Industrieunternehmen sind, die Gradiant als Kooperationspartner betrachten, der sich um ihr Wasserproblem kümmert. In den vergangenen fünf Jahren hat die MIT-Ausgründung kontinuierlich neue Technologien entwickelt. Darunter eine Lösung zur Rückgewinnung kritischer Mineralien wie Lithium und Nickel aus dem Abwasser. Das könnte den Zugang dieser Materialien für die Batterieherstellung verbessern. Die Technologie könnte es ermöglichen, Lithium in industriell relevanten Mengen aus Sole zu gewinnen.

Wasseraufbereitung als Schlüssel für eine nachhaltige Zukunft

Neben der Lithiumgewinnung validierte Gradiant in einem Pilotprojekt mit einem führenden US-amerikanischen Halbleiterhersteller eine Methode zur Beseitigung von PFAS, den sogenannten toxischen „Ewig-Chemikalien“. Das Unternehmen hofft, diese Lösung in naher Zukunft auch in kommunalen Wasseraufbereitungsanlagen zum Schutz der Städte einsetzen zu können. Im Mittelpunkt steht die Überzeugung der Gründer, dass industrielle Prozesse nicht zur Erschöpfung einer der wichtigsten Ressourcen der Welt führen dürfen. „Seit der industriellen Revolution haben wir der Natur etwas weggenommen“, sagt Bajpayee. „Durch die Aufbereitung und das Recycling von Wasser, das Reduzieren des Wasserverbrauchs und das Steigern der Wassereffizienz in der Industrie haben wir die Möglichkeit, der Natur Wasser zurückzugeben.“