Што е со ефикасното десолинирање на морската вода? Многу вода по ниска цена
Пристапот до чиста, безбедна вода за пиење е потреба која за жал е слабо исполнета во многу делови од светот. Десолинирањето на морската вода би било од голема помош во многу региони во светот, доколку, се разбира, беа достапни методи кои беа соодветно ефикасни и во разумна економичност.
Нова надеж за развој на ефективни начини да се добие свежа вода со отстранување на морската сол се појави минатата година кога истражувачите ги пријавија резултатите од студиите користејќи тип материјал органометален скелет (MOF) за филтрација на морска вода. Новиот метод, развиен од тим од австралискиот универзитет Монаш, бара значително помалку енергија од другите методи, велат истражувачите.
MOF органометални скелети се високопорозни материјали со голема површина. Големите работни површини валани во мали волумени се одлични за филтрирање, т.е. фаќање честички и честички во течност (1). Новиот тип на МОФ се нарекува PSP-MIL-53 се користи за заробување на сол и загадувачи во морската вода. Ставен во вода, селективно задржува јони и нечистотии на својата површина. Во рок од 30 минути, MOF успеа да ги намали вкупните растворени цврсти материи (TDS) во водата од 2,233 ppm (ppm) на под 500 ppm. Ова е јасно под прагот од 600 ppm препорачан од Светската здравствена организација за безбедна вода за пиење.
1. Визуелизација на работата на органометална мембрана за време на бигорот на морската вода.
Користејќи ја оваа техника, истражувачите можеа да произведат до 139,5 литри свежа вода на килограм MOF материјал дневно. Откако мрежата MOF ќе се „наполни“ со честички, може брзо и лесно да се исчисти за повторна употреба. За да го направите ова, се става на сончева светлина, која ги ослободува заробените соли за само четири минути.
„Процесите на термичко испарување на бигор се енергетски интензивни, додека другите технологии како што се обратна осмоза (2), тие имаат многу недостатоци, вклучувајќи голема потрошувачка на енергија и хемикалии за чистење и дехлорирање на мембраните“, објаснува Хуантинг Ванг, лидер на истражувачкиот тим во Монаш. „Сончевата светлина е најзастапениот и најобновлив извор на енергија на Земјата. Нашиот нов процес на бигор базиран на адсорбенти и употребата на сончева светлина за регенерација обезбедуваат решение за бигор за заштеда на енергија и еколошки.
2. Систем за десолинизација на морска вода со осмоза во Саудиска Арабија.
Од графен до паметна хемија
Во последните години се појавија многу нови идеи за енергетски ефикасно бигор на морска вода. „Млад техничар“ внимателно го следи развојот на овие техники.
Пишувавме, меѓу другото, за идејата на Американците на Универзитетот Остин и Германците на Универзитетот во Марбург, кои да користите мал чип од материјал низ кој тече електрична струја со незначителен напон (0,3 волти). Во солената вода што тече во каналот на уредот, јоните на хлор делумно се неутрализираат и формираат електрично полекако во хемиските ќелии. Ефектот е дека солта тече во една насока, а слатката вода во другата насока. Изолацијата се случува свежа вода.
Британските научници од Универзитетот во Манчестер, предводени од Рахул Наири, создадоа сито базирано на графен во 2017 година за ефикасно отстранување на солта од морската вода.
Во една студија објавена во списанието Nature Nanotechnology, научниците тврдеа дека може да се користи за создавање мембрани за бигор. графен оксид, наместо тешко најдениот и скап чист графен. Еднослојниот графен треба да се дупчи во мали дупки за да биде пропустлив. Ако големината на дупката е поголема од 1 nm, солите слободно ќе минуваат низ дупката, така што дупките што треба да се дупчат мора да бидат помали. Во исто време, студиите покажаа дека мембраните со графен оксид ја зголемуваат дебелината и порозноста кога се потопуваат во вода. Докторски тим. Наири покажа дека обложувањето на мембраната со графен оксид со дополнителен слој епоксидна смола ја зголемува ефикасноста на бариерата. Молекулите на водата можат да поминат низ мембраната, но натриум хлоридот не може.
Група истражувачи од Саудиска Арабија развија уред за кој веруваат дека ефективно ќе ја трансформира електраната од „потрошувач“ на вода во „производител на свежа вода“. Научниците објавија труд кој го опишува ова во Nature пред неколку години. нова соларна технологијакоја може да ја десалинизира водата и истовремено да произведува електрична енергија.
Во изградениот прототип, научниците поставија водопроизводител во задниот дел. соларна батерија. На сончева светлина, ќелијата генерира електрична енергија и ослободува топлина. Наместо да ја изгуби оваа топлина во атмосферата, уредот ја насочува оваа енергија кон постројка која ја користи топлината како извор на енергија за процесот на бигор.
Истражувачите внеле солена вода и вода што содржи нечистотии од тешки метали како што се олово, бакар и магнезиум во дестилаторот. Уредот ја претворил водата во пареа, која потоа поминувала низ пластична мембрана која ги филтрирала солта и остатоците. Резултатот од овој процес е чиста вода за пиење која ги задоволува безбедносните стандарди на Светската здравствена организација. Научниците рекоа дека прототипот, широк околу еден метар, може да произведе 1,7 литри чиста вода на час. Идеалното место за таков уред е во сува или полусува клима, во близина на извор на вода.
Гуихуа Ју, научник за материјали на Државниот универзитет во Остин, Тексас, и неговите соиграчи предложија во 2019 г. ефикасно филтрирање на хидрогели со морска вода, полимерни мешавиникои создаваат порозна структура што впива вода. Ју и неговите колеги создадоа гел сунѓер од два полимери: едниот е полимер кој врзува вода наречен поливинил алкохол (PVA), а другиот е светлосен абсорбент наречен полипирол (PPy). Тие измешаа трет полимер наречен хитосан, кој исто така има силна привлечност кон водата. Научниците објавија во Science Advances дека постигнале производство на чиста вода од 3,6 литри на час по квадратен метар од површината на клетката, што е највисоко досега забележано и околу дванаесет пати подобро од она што се произведува денес во комерцијални верзии.
И покрај ентузијазмот на научниците, не се слуша дека новите ултра-ефикасни и економични методи на бигор со употреба на нови материјали ќе најдат поширока комерцијална примена. Додека тоа не се случи, бидете внимателни.
