Мир нуждается в чистой воде, и ее нужно будет только расти в ближайшие десятилетия. Но опреснение и другие водоочистительные технологии часто являются дорогостоящими и требуют много энергии для запуска, что делает его гораздо труднее обеспечить более чистой воды для растущего населения в условиях глобального потепления.
Чтобы двигаться вперед, исследователи должны использовать инструменты, такие как те, которые доступны в рентген-синхрофазотроны, чтобы лучше оценить свойства материалов, участвующих в очищении соленой или загрязненной воды, в противном случае, утверждают ученые на кафедре энергетики ускорителе SLAC Национальной ускорительной лаборатории и Университета города Падерборн в Германии,
«Это подходящее время для страны на самом деле … национальных лабораторий, академических и промышленных партнеров к продвижению науки, связанные с опреснением» и других технологий очистки воды, — сказал Майкл Джеймс, выдающийся ученый в ускорителе SLAC в Стэнфорде синхротронного излучения источника света. Тони вместе с соавторами препараты ученый Шарон кости и профессор Падерборна Ханс-Георг Steinrück только что опубликовали новый взгляд на продвижение чистой воды технология в журнале Дж.
Задача является существенным. По всему миру, миллиарды людей борются, чтобы найти чистую питьевую воду, по крайней мере, один месяц в году, и, согласно прогнозам, спрос на воду в некоторых частях США, включая Калифорнию, который борется с засухами — превысит предложение примерно на 2050.
На вершине, что, опреснения или очистки, в противном случае вода, как правило, дорогостоящего и неэффективного … и не всегда понятно, как улучшить эти технологии.
Например, в мембране обратного осмоса, соленая вода течет через мембрану под давлением, толкая чистой воды через мембрану в пресноводный ручей и удержания соли, органические вещества, и загрязняющие вещества на соленой воде ручья. Пока исследователи не понимают достаточно подробно физико-химические процессы, отвечающие за фильтрацию или, как некоторые из недостатков обратного осмоса-таких, как загрязнение, накопление органических и неорганических веществ на мембране — мешать процессу.
«Это сложность этих систем, которые делают их так трудно зонда, и поэтому синхротронного так ценна, потому что она позволяет нам зонд, который,» Проф Steinrück сказал.
Если исследователи сделали лучше понять, как обратный осмос и как он может получить облажался, они могут найти улики, чтобы улучшить процесс и разработать новые материалы для технологий очистки воды. Рентгеновской спектроскопии, например, может выявить, какие молекулы будут пакостить. Рассеяние рентгеновских лучей опыты и методы визуализации, такие как электронная микроскопия, могла дать ученым и инженерам более полную картину того, что происходит на мелком масштабе. То же самое касается и других методов, таких как емкостной ионизацией, техника, которая лучше всего работает на низкой минерализацией или слабоминерализованных грунтовых вод и тесно связанные с передовыми исследованиями батареи. Более того, этот мелкомасштабных понимание может привести исследователей к разработке новых материалов для обессоливания и смягчения пакостить.
Такого рода исследования также возможность ученым сделать более непосредственное влияние на все более острые глобальные проблемы — фактор, который мотивирован кости, который также работает, чтобы понять, как загрязняющие вещества и питательных веществ, так цикл за счет природных экосистем, для работы с коллегами на ускорителе SLAC и химические инженеры Стэнфордского университета технологий очистки воды. Работа с Стэнфорд химической инженерии аспирант Валери Нимана и профессор Уильям Тарпе, кости и Тони уже начало расследование, каким образом загрязнители накапливаются на обратноосмотических мембранах.
«Я хотел присоединиться к этой работе, потому что я видел это как возможность напрямую работать над технологией, которая может сказаться в условиях изменения климата», — сказал кость.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!