Verimli deniz suyunu tuzdan arındırmaya ne dersiniz? Düşük fiyata bol su

Temiz, güvenli içme suyuna erişim, dünyanın birçok yerinde maalesef yeterince karşılanamayan bir ihtiyaçtır. Tabii ki, yeterince verimli ve makul ekonomi dahilinde yöntemler mevcut olsaydı, deniz suyunun tuzdan arındırılması dünyanın birçok bölgesinde çok yardımcı olurdu.

Uygun maliyetli geliştirme için yeni umut deniz tuzundan temiz su elde etmenin yolları geçen yıl araştırmacıların tip materyali kullanan çalışmaların sonuçlarını bildirdikleri zaman ortaya çıktı. organometalik iskelet (MOF) deniz suyu filtrasyonu için. Araştırmacılar, Avustralya'nın Monash Üniversitesi'ndeki bir ekip tarafından geliştirilen yeni yöntemin diğer yöntemlerden önemli ölçüde daha az enerji gerektirdiğini söyledi.

MOF organometalik iskeletler geniş bir yüzey alanına sahip oldukça gözenekli malzemelerdir. Küçük hacimlere yuvarlanan büyük çalışma yüzeyleri filtreleme için mükemmeldir, yani. sıvı içindeki parçacıkları ve parçacıkları yakalamak (1). Yeni MOF türü denir PSP-MIL-53 deniz suyunda tuz ve kirleticileri tutmak için kullanılır. Suya yerleştirildiğinde, yüzeyinde iyonları ve safsızlıkları seçici olarak tutar. MOF, 30 dakika içinde suyun toplam çözünmüş katılarını (TDS) 2,233 ppm'den (ppm) 500 ppm'nin altına düşürmeyi başardı. Bu, Dünya Sağlık Örgütü tarafından güvenli içme suyu için önerilen 600 ppm eşiğinin açıkça altındadır.

1. Deniz suyunun tuzdan arındırılması sırasında bir organometalik zarın çalışmasının görselleştirilmesi.

Bu tekniği kullanarak, araştırmacılar günde MOF malzemesinin kilogramı başına 139,5 litreye kadar tatlı su üretebildiler. MOF ağı parçacıklarla "dolduğunda", yeniden kullanım için hızlı ve kolay bir şekilde temizlenebilir. Bunu yapmak için, hapsolmuş tuzları sadece dört dakika içinde serbest bırakan güneş ışığına yerleştirilir.

“Termal buharlaşmalı tuzdan arındırma süreçleri enerji yoğundur, diğer teknolojiler ise ters osmoz (2), membran temizleme ve klorsuzlaştırma için yüksek enerji ve kimyasal tüketimi de dahil olmak üzere birçok dezavantajı var” diye açıklıyor Monash araştırma ekibi lideri Huanting Wang. “Güneş ışığı, dünyadaki en bol ve yenilenebilir enerji kaynağıdır. Yeni adsorban bazlı tuzdan arındırma işlemimiz ve rejenerasyon için güneş ışığının kullanımı, enerji tasarrufu sağlayan ve çevre dostu bir tuzdan arındırma çözümü sağlıyor.”

2. Suudi Arabistan'da Osmoz deniz suyu tuzdan arındırma sistemi.

Grafenden akıllı kimyaya

Son yıllarda, birçok yeni fikir ortaya çıktı. enerji verimli deniz suyunun tuzdan arındırılması. "Genç Teknisyen" bu tekniklerin gelişimini yakından takip eder.

Diğer şeylerin yanı sıra, Austin Üniversitesi'ndeki Amerikalıların ve Marburg Üniversitesi'ndeki Almanların fikri hakkında yazdık. küçük bir çip kullanmak ihmal edilebilir voltajlı (0,3 volt) bir elektrik akımının aktığı bir malzemeden. Cihazın kanalı içerisinde akan tuzlu suda klor iyonları kısmen nötralize edilerek oluşur. Elektrik alanıkimyasal hücrelerde olduğu gibi. Etkisi, tuzun bir yönde ve tatlı suyun diğer yönde akmasıdır. izolasyon olur temiz su.

Rahul Nairi liderliğindeki Manchester Üniversitesi'nden İngiliz bilim adamları, tuzu deniz suyundan etkili bir şekilde çıkarmak için 2017'de grafen bazlı bir elek oluşturdular.

Nature Nanotechnology dergisinde yayınlanan bir çalışmada bilim adamları, tuzdan arındırma membranları oluşturmak için kullanılabileceğini savundular. Grafen oksit, bulması zor ve pahalı saf grafen yerine. Tek katmanlı grafenin geçirgen olması için küçük deliklere delinmesi gerekir. Delik boyutu 1 nm'den büyükse, tuzlar delikten serbestçe geçeceğinden, açılacak deliklerin daha küçük olması gerekir. Aynı zamanda çalışmalar, grafen oksit membranların suya daldırıldığında kalınlığı ve gözenekliliği arttırdığını göstermiştir. Doktor ekibi. Nairi, zarın ek bir epoksi reçine tabakasıyla grafen oksit ile kaplanmasının bariyerin etkinliğini arttırdığını gösterdi. Su molekülleri zardan geçebilir, ancak sodyum klorür geçemez.

Bir grup Suudi Arabistanlı araştırmacı, bir elektrik santralini etkili bir şekilde su "tüketicisinden" bir "tatlı su üreticisine" dönüştüreceğine inandıkları bir cihaz geliştirdiler. Bilim adamları, birkaç yıl önce Nature'da bunu açıklayan bir makale yayınladılar. yeni güneş teknolojisiSuyu tuzdan arındırabilen ve aynı zamanda üretebilen elektrik.

Yerleşik prototipte, bilim adamları arkaya bir su yapıcı yerleştirdiler. Güneş pili. Güneş ışığında hücre elektrik üretir ve ısı yayar. Cihaz, bu ısıyı atmosfere kaybetmek yerine, bu enerjiyi tuzdan arındırma işlemi için ısıyı enerji kaynağı olarak kullanan bir tesise yönlendirir.

Araştırmacılar, damıtıcıya tuzlu su ve kurşun, bakır ve magnezyum gibi ağır metal safsızlıkları içeren su eklediler. Cihaz, suyu buhara dönüştürdü ve ardından tuz ve kalıntıları filtreleyen plastik bir zardan geçti. Bu işlemin sonucu, Dünya Sağlık Örgütü'nün güvenlik standartlarını karşılayan saf içme suyudur. Bilim adamları, yaklaşık bir metre genişliğindeki prototipin saatte 1,7 litre temiz su üretebileceğini söyledi. Böyle bir cihaz için ideal yer, bir su kaynağının yakınında, kuru veya yarı kuru bir iklimdir.

Teksas, Austin Eyalet Üniversitesi'nde malzeme bilimcisi olan Guihua Yu ve takım arkadaşları 2019'da önerdi deniz suyu hidrojellerini etkili bir şekilde filtrelemek, polimer karışımlarıgözenekli, su emici bir yapı oluşturur. Yu ve meslektaşları, iki polimerden bir jel sünger oluşturdular: biri polivinil alkol (PVA) adı verilen su bağlayıcı bir polimer ve diğeri ise polipirol (PPy) adı verilen bir ışık emicidir. Suya karşı güçlü bir çekiciliği olan kitosan adı verilen üçüncü bir polimeri harmanladılar. Bilim adamları Science Advances'te, hücre yüzeyinin metrekaresi başına saatte 3,6 litre saf su üretimine ulaştıklarını bildirdiler, bu şimdiye kadar kaydedilen en yüksek ve bugün ticari versiyonlarda üretilenden yaklaşık on iki kat daha iyi.

Bilim adamlarının coşkusuna rağmen, yeni malzemeler kullanarak yeni ultra verimli ve ekonomik tuzdan arındırma yöntemlerinin daha geniş ticari uygulama bulacağı duyulmuyor. Bu olana kadar dikkatli ol.