Исследователи из Университета Бата разработали революционный процесс обессоливания, который имеет потенциал, чтобы использоваться в мобильных на солнечных батареях единиц.
Процесс имеет низкую стоимость, низкое потребление энергии и низкие эксплуатационные расходы, и имеет потенциал, чтобы предоставить питьевую воду жителям отдаленных и пострадавшую от бедствия районах, где пресная вода в дефиците.
Разработан инновационный университет водных и научно-исследовательский центр в сотрудничестве с Индонезии, Богор аграрного университета и Университета Йоханнесбурга, прототип опреснительная установка-это 3D-печатная система с двумя внутренними камерами, предназначенных для извлечения и/или накапливаться соли. При подаче электроэнергии соли катионов (положительно заряженных ионов) и соли анионов (отрицательно заряженных ионов) потока между камерами через массивы микро-отверстия в тонкой синтетической мембраны. Поток может произойти только в одном направлении благодаря механизму, который имеет параллели в технологии мобильных телефонов. В результате этого одностороннего потока, соль закачивается из морской воды. Это контрастирует с классическим процессом опреснения, где вода, а не соль прокачивается через мембрану.
Опреснения, которая превращает морскую воду в пресную воду, стал важным процессом для обеспечения питьевой и поливной воды, где наблюдается нехватка пресной воды. Традиционно, это был энергоемкий процесс проводят в больших промышленных предприятий.
Профессор Фрэнк Маркен из кафедры химии, сказал: «бывают времена, когда это было бы весьма полезно установить небольшой, солнечные опреснительные установки для обслуживания небольшого числа семей. Крупных промышленных водных растений имеет большое значение для жизни 21-го века, но они не помогут, когда ты живешь в отдаленном месте, где питьевой воды не хватает, или там, где есть прибрежные катастрофы, которая уничтожит запас пресной воды.»
В ванной система опреснения основан на ‘ионикс, где катионный диода (отрицательно заряженный, полупроницаемая мембрана усеяна микроскопическими порами) в сочетании с анионными резистора (устройство, которое позволяет только поток отрицательных ионов при подаче питания).
«Это совершенно новый процесс для удаления солей из воды», — сказал проф Маркен. «Мы-первые люди, чтобы использовать крошечный микронных размеров диоды в прототипе опреснения».
Он добавил: «Это низко-энергетической системы без движущихся частей. Другие системы используют огромное давление, чтобы протолкнуть воду через нано-поры, но мы только убираем соли. Самое главное, внешние насосы и переключатели могут быть заменены на микроскопические процессы внутри мембраны — немного похоже на биологических мембранах работы».
Еще одно преимущество опреснительная установка ванны является то, что она также позволяет для противоположного процесса-до-концентрация соли, тем самым минимизируя отходы. Отделенные соли кристаллизуется и затем используется, возможно, в качестве добавки к пище или антиобледенитель. Большинство других деминерализации насос соли в виде рассола в море, тревожные состояния морской экосистемы.
Все идет хорошо, Проф Маркен считает, что его отдел может выкатить полностью рабочая мобильная опреснительная в течение пяти лет. Во-первых, однако, команде нужно найти более прочные материалы, а также сотрудников, чтобы помочь усовершенствовать изобретение и массовое производство. Доказательство концепции в настоящее время прототип может снять 50% соли от образец в соленой воде, но чтобы сделать пригодной для питья морской воды, содержание соли должно быть сокращено на 90%.
Буди Риза Путра, химии аспирант, который руководил проектом, сказал: «Мы должны найти новые и более пористые материалы, способные перекачивать ионы. Толщину мембраны, количество пор и диаметр пор все должны быть оптимизированы. Мы надеемся найти специалистов материалы, которые могут помочь нам в этом».
В своем стремлении найти новые мембраны, исследователи обратили свое внимание на биологических материалов. Вместе с д-р Катажина СЗОТ-Карпи?СКА и ее группа в Польской академии наук в Варшаве, они считают, что они первые исследователи успешно использовать бактериофаги (вирусы, заражающие и размножаться в бактерии), чтобы создать фильм, способный отделять соль от воды.
«Наши бактериофаг (по имени М13) выглядит как спагетти, но в миллион раз меньше», — объясняет г-н Риза Путра. «Если мы сделаем условия немного кислая, нано-тонкие нити склеиваются, образуя тонкую пленку с микроотверстиями. Когда мы протестировали этот материал в качестве мембраны для опреснения воды, мы обнаружили, что он работал-он начал вести себя как диод, перекачивая ионы в одном направлении».
Он добавил: «Перед нами, никто не думал об использовании вирусов в качестве мембран для опреснения воды».
Однако, в то время как М13 показывает потенциал как насос мембраны для опреснения воды, она не идеальна. «Субстрат распадается по мере роста концентрации соли и при нейтральном рН», — поясняет профессор Маркен. «Так, либо мы находим способ улучшить полу-проницаемости бактериофаг материал или мы должны найти другие, более надежные ионного диода альтернативы мембраны.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!