Što kažete na učinkovitu desalinizaciju morske vode? Puno vode po niskoj cijeni
Pristup čistoj, sigurnoj pitkoj vodi je potreba koja je, nažalost, slabo zadovoljena u mnogim dijelovima svijeta. Desalinizacija morske vode bila bi od velike pomoći u mnogim regijama svijeta, kad bi, naravno, bile dostupne metode koje su adekvatno učinkovite i unutar razumne ekonomije.
Nova nada za razvoj isplativih načini dobivanja slatke vode uklanjanjem morske soli pojavio se prošle godine kada su istraživači izvijestili o rezultatima studija koristeći tipski materijal organometalni kostur (MOF) za filtriranje morske vode. Nova metoda, koju je razvio tim s australskog sveučilišta Monash, zahtijeva znatno manje energije od ostalih metoda, rekli su istraživači.
MOF organometalni kosturi su visoko porozni materijali s velikom površinom. Velike radne površine valjane u male količine izvrsne su za filtraciju, t.j. hvatanje čestica i čestica u tekućini (1). Nova vrsta MOF-a zove se PSP-MIL-53 koristi se za hvatanje soli i zagađivača u morskoj vodi. Postavljen u vodu, selektivno zadržava ione i nečistoće na svojoj površini. Unutar 30 minuta, MOF je uspio smanjiti ukupne otopljene krutine (TDS) u vodi s 2,233 ppm (ppm) na ispod 500 ppm. To je očito ispod praga od 600 ppm koji preporučuje Svjetska zdravstvena organizacija za sigurnu vodu za piće.
1. Vizualizacija rada organometalne membrane tijekom desalinizacije morske vode.
Koristeći ovu tehniku, istraživači su mogli proizvesti do 139,5 litara slatke vode po kilogramu MOF materijala dnevno. Nakon što se MOF mreža "napuni" česticama, može se brzo i jednostavno očistiti za ponovnu upotrebu. Da biste to učinili, stavlja se na sunčevu svjetlost, koja oslobađa zarobljene soli za samo četiri minute.
“Procesi toplinske evaporativne desalinizacije energetski su intenzivni, dok druge tehnologije kao npr obrnuta osmoza (2), imaju mnoge nedostatke, uključujući visoku potrošnju energije i kemikalija za čišćenje i deklorinaciju membrane,” objašnjava Huanting Wang, voditelj istraživačkog tima u Monashu. “Sunčeva svjetlost je najzastupljeniji i najobnovljiviji izvor energije na zemlji. Naš novi proces desalinizacije na bazi adsorbenta i korištenje sunčeve svjetlosti za regeneraciju pružaju rješenje za desalinizaciju koje štedi energiju i neškodljivo za okoliš.”
2. Osmozni sustav desalinizacije morske vode u Saudijskoj Arabiji.
Od grafena do pametne kemije
Posljednjih godina pojavile su se mnoge nove ideje za energetski učinkovita desalinizacija morske vode. "Mladi tehničar" pomno prati razvoj ovih tehnika.
Pisali smo, između ostalog, o ideji Amerikanaca na Sveučilištu Austin i Nijemaca na Sveučilištu Marburg, koji koristiti mali čip iz materijala kroz koji teče električna struja zanemarivog napona (0,3 volta). U slanoj vodi koja teče unutar kanala uređaja, ioni klora se djelomično neutraliziraju i stvaraju električno poljekao u kemijskim stanicama. Učinak je da sol teče u jednom smjeru, a slatka voda u drugom. Događa se izolacija slatke vode.
Britanski znanstvenici sa Sveučilišta u Manchesteru, predvođeni Rahulom Nairijem, stvorili su 2017. sito na bazi grafena za učinkovito uklanjanje soli iz morske vode.
U studiji objavljenoj u časopisu Nature Nanotechnology, znanstvenici su tvrdili da se može koristiti za stvaranje membrana za desalinizaciju. grafen oksid, umjesto teško dostupnog i skupog čistog grafena. Jednoslojni grafen treba izbušiti u male rupe kako bi bio propusni. Ako je veličina rupe veća od 1 nm, soli će slobodno prolaziti kroz rupu, tako da rupe za bušenje moraju biti manje. Istodobno, studije su pokazale da membrane od grafenskog oksida povećavaju debljinu i poroznost kada su uronjene u vodu. Liječnički tim. Nairi je pokazao da oblaganje membrane grafen oksidom s dodatnim slojem epoksidne smole povećava učinkovitost barijere. Molekule vode mogu proći kroz membranu, ali natrijev klorid ne može.
Grupa istraživača iz Saudijske Arabije razvila je uređaj za koji vjeruju da će učinkovito transformirati elektranu iz "potrošača" vode u "proizvođača slatke vode". Znanstvenici su prije nekoliko godina objavili rad u kojem su to opisali u časopisu Nature. nova solarna tehnologijakoji može desalinirati vodu i proizvoditi u isto vrijeme elektricitet.
U izgrađenom prototipu znanstvenici su u stražnji dio ugradili uređaj za proizvodnju vode. solarna baterija. Na sunčevoj svjetlosti, stanica stvara električnu energiju i oslobađa toplinu. Umjesto da tu toplinu izgubi u atmosferi, uređaj tu energiju usmjerava u postrojenje koje koristi toplinu kao izvor energije za proces desalinizacije.
Istraživači su u destilator uveli slanu vodu i vodu koja sadrži nečistoće teških metala kao što su olovo, bakar i magnezij. Uređaj je vodu pretvorio u paru, koja je zatim prošla kroz plastičnu membranu koja je filtrirala sol i ostatke. Rezultat ovog procesa je čista pitka voda koja zadovoljava sigurnosne standarde Svjetske zdravstvene organizacije. Znanstvenici su rekli da bi prototip, širok oko metar, mogao proizvesti 1,7 litara čiste vode na sat. Idealno mjesto za takav uređaj je suha ili polusuha klima, u blizini izvora vode.
Guihua Yu, znanstvenik za materijale na Sveučilištu Austin State, Texas, i njegovi suigrači predložili su 2019. učinkovito filtriraju hidrogelove morske vode, mješavine polimerakoji stvaraju poroznu strukturu koja upija vodu. Yu i njegovi kolege stvorili su gel spužvu od dva polimera: jedan je polimer koji veže vodu nazvan polivinil alkohol (PVA), a drugi je upijajući svjetlo nazvan polipirol (PPy). Pomiješali su treći polimer nazvan hitozan, koji također ima jaku privlačnost za vodu. Znanstvenici su u časopisu Science Advances izvijestili da su postigli proizvodnju čiste vode od 3,6 litara na sat po četvornom metru površine stanice, što je najviše ikada zabilježeno i oko dvanaest puta bolje od onoga što se danas proizvodi u komercijalnim verzijama.
Unatoč entuzijazmu znanstvenika, ne čuje se da će nove ultraučinkovite i ekonomične metode desalinizacije korištenjem novih materijala naći širu komercijalnu primjenu. Dok se to ne dogodi, budite oprezni.
