نوآوری در بازیافت و تصفیه آب برای شرکت‌های پیشرو جهانی

محققان دانشگاه MIT راه حل‌های بازیافت، تصفیه و تصفیه آب را به برخی از بزرگترین شرکت‌های روی زمین، از جمله کوکا کولا، تسلا، و شرکت تولید نیمه هادی تایوان ارائه می‌دهد.

کد خبر: ۱۲۲۲۶۳۳

شنبه - ۱۳ بهمن ۱۴۰۳ / February 01, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ وقتی صحبت از مصرف آب می‌شود، بیشتر ما به آبی که می‌نوشیم فکر می‌کنیم. اما مصارف صنعتی برای چیز‌هایی مانند تولید، میلیارد‌ها گالن آب در روز را شامل می‌شود. به عنوان مثال، ساخت یک آیفون، طبق یک تخمین، به بیش از ۳۰۰۰ گالن نیاز دارد.

Gradiant در حال تلاش برای کاهش ردپای آب صنعتی در جهان است. Gradiant که توسط تیمی از MIT تأسیس شده است، راه حل‌های بازیافت، تصفیه و تصفیه آب را به برخی از بزرگترین شرکت‌های روی زمین، از جمله کوکا کولا، تسلا، و شرکت تولید نیمه هادی تایوان ارائه می‌دهد. Gradiant می‌گوید که با خدمت به عنوان یک شرکت آب انتها به انتها، به شرکت‌ها کمک می‌کند تا روزانه ۲ میلیارد گالن آب را دوباره استفاده کنند و ۲ میلیارد گالن دیگر از آب شیرین را از برداشت صرفه جویی کنند.

ماموریت این شرکت حفظ آب برای نسل‌های آینده در مواجهه با افزایش تقاضای جهانی است.

انوراگ باجپایی SM '۰۸، می‌گوید: ما در هر دو انتهای طیف آب کار می‌کنیم. ما با آب بسیار آلوده کار می‌کنیم و همچنین می‌توانیم آب فوق‌العاده خالص را برای استفاده در مناطقی مانند ساخت تراشه تهیه کنیم. تخصص ما در چالش‌های شدید آب است که با فناوری‌های سنتی قابل حل نیست.

برای هر مشتری، Gradiant راه‌حل‌های تصفیه آب مناسبی را ایجاد می‌کند که تصفیه‌های شیمیایی را با فیلتراسیون غشایی و فناوری‌های فرآیند بیولوژیکی ترکیب می‌کند و از مجموعه‌ای از پتنت‌ها برای کاهش شدید مصرف آب و ضایعات استفاده می‌کند.

قبل از Gradiant، ۴۰ میلیون لیتر آب در فرآیند ساخت تراشه استفاده می‌شد. همگی آلوده و درمان می‌شوند و شاید ۳۰ درصد مورد استفاده مجدد قرار گیرد. ما فناوری بازیافت، در برخی موارد، ۹۹ درصد از آب را داریم. در حال حاضر، سازندگان تراشه به جای مصرف ۴۰ میلیون لیتر، تنها باید ۴۰۰۰۰۰ لیتر مصرف کنند که تغییر بزرگی در ردپای آب آن صنعت است؛ و این فقط در مورد نیمه هادی‌ها نیست. ما این کار را در غذا و نوشیدنی انجام داده‌ایم، در انرژی‌های تجدیدپذیر، این کار را در تولید داروی دارویی و چندین حوزه دیگر انجام داده‌ایم.

یاد گرفتن ارزش آب

گوویندان در بخشی از هند بزرگ شد که از زمانی که ۱۰ ساله بود خشکسالی طولانی را تجربه کرد. بدون آب لوله کشی، یکی از کار‌های گوویندان این بود که هر بار که یک کامیون آب را تحویل می‌داد، آب را از پله‌های مجتمع آپارتمانی خود بالا می‌برد.

وی یادآور می‌شود که هرچقدر من و برادرم می‌توانستیم آب ببریم، چقدر آب در هفته داشتیم. من ارزش آب را به سختی آموختم.

گوویندان در مقطع کارشناسی در انستیتوی فناوری هند تحصیل کرد و زمانی که برای دکترای خود به MIT آمد، به دنبال گروه‌هایی بود که روی چالش‌های آب کار می‌کردند. او کار بر روی یک روش تصفیه آب به نام استخراج گاز حامل را برای دکترای خود زیر نظر یکی از بنیانگذاران Gradiant و پروفسور MIT John Lienhard آغاز کرد.

باجپایی همچنین روی روش‌های تصفیه آب در MIT کار می‌کرد و پس از مدت کوتاهی به عنوان فوق دکتری در MIT، او و گوویندان مجوز کار خود را صادر کردند و Gradiant را تأسیس کردند.

استخراج گاز حامل به اولین فناوری اختصاصی Gradiant تبدیل شد که این شرکت در سال ۲۰۱۳ راه اندازی شد. بنیانگذاران با تصفیه فاضلاب ایجاد شده توسط چاه‌های نفت و گاز شروع کردند و اولین شریک خود را در یک شرکت تگزاس فرود آوردند. اما Gradiant به تدریج به حل چالش‌های آب در تولید برق، معدن، منسوجات و پالایشگاه‌ها گسترش یافت. سپس بنیان‌گذاران متوجه فرصت‌هایی در صنایعی مانند الکترونیک، نیمه‌رساناها، غذا و نوشیدنی و دارو شدند. امروزه تصفیه فاضلاب نفت و گاز درصد کمی از کار Gradiant را تشکیل می‌دهد.

با گسترش این شرکت، فناوری‌هایی را به مجموعه خود اضافه کرد و روش‌های جدید تصفیه آب پیرامون اسمز معکوس، استخراج انتخابی آلاینده‌ها و اکسیداسیون رادیکال‌های آزاد را به ثبت رساند. Gradiant همچنین یک سیستم دیجیتال ایجاد کرده است که از هوش مصنوعی برای اندازه گیری، پیش بینی و کنترل تاسیسات تصفیه آب استفاده می‌کند.

گوویندان می‌گوید: مزیت Gradiant نسبت به هر شرکت آب دیگری این است که تحقیق و توسعه در DNA ما وجود دارد. ما در MIT یاد گرفتیم که چگونه توسعه فناوری پیشرفته انجام دهیم و هرگز آن را رها نکردیم.

بنیان‌گذاران مجموعه فناوری‌های خود را با آجر‌های لگو مقایسه می‌کنند که می‌توانند بسته به نیاز آب مشتری با هم ترکیب کنند. Gradiant بیش از ۲۵۰۰ مورد از این سیستم‌های انتها به انتها را برای مشتریان در سراسر جهان ساخته است.

مشتریان ما شرکت‌های آب نیستند. آنها مشتریان صنعتی مانند تولیدکنندگان نیمه هادی، شرکت‌های دارویی و شرکت‌های مواد غذایی و آشامیدنی هستند.

او گفت: آنها قصد راه اندازی یک تصفیه خانه آب را ندارند. آنها به ما به عنوان شریک آبی خود نگاه می‌کنند که می‌تواند به کل مشکل آب رسیدگی کند.

ادامه نوآوری

بنیانگذاران می‌گویند که Gradiant درآمد خود را در طول پنج سال گذشته تقریباً دو برابر کرده است و همچنان به افزودن فناوری‌ها به پلتفرم خود ادامه می‌دهد. به عنوان مثال، Gradiant اخیراً یک راه حل بازیابی مواد معدنی حیاتی برای استخراج موادی مانند لیتیوم و نیکل از فاضلاب مشتریان توسعه داده است که می‌تواند دسترسی به مواد حیاتی ضروری برای تولید باتری‌ها و سایر محصولات را افزایش دهد.

باجپایی می‌گوید: اگر بتوانیم لیتیوم را از آب شور به روشی امکان‌پذیر از نظر زیست‌محیطی و اقتصادی استخراج کنیم، ایالات متحده می‌تواند تمام نیاز‌های لیتیوم خود را از داخل ایالات متحده تامین کند. "آنچه مانع از استخراج در مقیاس بزرگ لیتیوم از آب نمک می‌شود، فناوری است، و ما معتقدیم آنچه که اکنون به کار گرفته‌ایم دروازه‌های استخراج مستقیم لیتیوم را باز می‌کند و صنعت را کاملا متحول می‌کند.

این شرکت همچنین روشی را برای حذف PFAS - به اصطلاح سمی "مواد شیمیایی برای همیشه" - در یک پروژه آزمایشی با یک سازنده نیمه هادی پیشرو در ایالات متحده تایید کرده است. امیدوار است در آینده نزدیک این راه حل را به تصفیه خانه‌های آب شهری برای حفاظت از شهر‌ها بیاورد.

در قلب نوآوری Gradiant، باور بنیانگذاران این است که فعالیت صنعتی مجبور نیست یکی از حیاتی‌ترین منابع جهان را از بین ببرد.

باجپایی می‌گوید: از زمان انقلاب صنعتی، ما از طبیعت گرفته‌ایم. با تصفیه و بازیافت آب، با کاهش مصرف آب و بهره وری بالای صنعت در مصرف آب، ما این فرصت منحصر‌به‌فرد را داریم که ساعت را به عقب برگردانیم و به طبیعت آب برگردانیم. اگر راننده شما این است، نمی‌توانید انتخاب کنید که نوآوری نکنید.