Wat van doeltreffende seewater-ontsouting? Baie water teen 'n lae prys
Toegang tot skoon, veilige drinkwater is 'n behoefte wat ongelukkig in baie dele van die wêreld swak voorsien word. Die ontsouting van seewater sou in baie dele van die wêreld van groot hulp wees as daar natuurlik metodes beskikbaar was wat voldoende doeltreffend en binne redelike ekonomie was.
Nuwe hoop vir die ontwikkeling van koste-effektiewe maniere om vars water te verkry deur seesout te verwyder verlede jaar verskyn toe navorsers die resultate van studies met behulp van tipe materiaal gerapporteer het organometaalskelet (MOF) vir seewaterfiltrering. Die nuwe metode, ontwikkel deur 'n span by Australië se Monash Universiteit, vereis aansienlik minder energie as ander metodes, het die navorsers gesê.
MOF organometaalskelette is hoogs poreuse materiale met 'n groot oppervlak. Groot werkoppervlakke wat in klein volumes gerol is, is ideaal vir filtrasie, d.w.s. deeltjies en deeltjies in vloeistof vasvang (1). Die nuwe tipe MOF word genoem PSP-MIL-53 gebruik om sout en besoedelingstowwe in seewater vas te vang. Dit word in water geplaas en behou selektief ione en onsuiwerhede op sy oppervlak. Binne 30 minute kon MOF die totale opgeloste vastestowwe (TDS) van die water van 2,233 dpm (dpm) tot onder 500 dpm verminder. Dit is duidelik onder die 600 dpm-drempel wat deur die Wêreldgesondheidsorganisasie vir veilige drinkwater aanbeveel word.
1. Visualisering van die werking van 'n organometaalmembraan tydens seewaterontsouting.
Deur hierdie tegniek te gebruik, kon die navorsers tot 139,5 liter vars water per kilogram MOF-materiaal per dag produseer. Sodra die MOF-netwerk "opgevul" is met deeltjies, kan dit vinnig en maklik skoongemaak word vir hergebruik. Om dit te doen, word dit in sonlig geplaas, wat die vasgekeerde soute binne net vier minute vrystel.
“Termiese verdampings-ontsoutingsprosesse is energie-intensief, terwyl ander tegnologieë soos omgekeerde osmose (2), het hulle baie nadele, insluitend hoë verbruik van energie en chemikalieë vir membraanskoonmaak en dechlorering,” verduidelik Huanting Wang, navorsingspanleier by Monash. “Sonlig is die volopste en mees hernubare bron van energie op aarde. Ons nuwe adsorbens-gebaseerde ontsoutingsproses en die gebruik van sonlig vir regenerasie bied 'n energiebesparende en omgewingsvriendelike ontsoutingsoplossing."
2. Osmose seewater ontsouting stelsel in Saoedi-Arabië.
Van grafeen tot slim chemie
In onlangse jare het baie nuwe idees na vore gekom vir energiedoeltreffende seewater-ontsouting. "Jong Tegnikus" hou die ontwikkeling van hierdie tegnieke noukeurig dop.
Ons het onder andere geskryf oor die idee van die Amerikaners by Austin Universiteit en die Duitsers by Marburg Universiteit, wat om 'n klein skyfie te gebruik van 'n materiaal waardeur 'n elektriese stroom van weglaatbare spanning (0,3 volt) vloei. In soutwater wat binne die kanaal van die toestel vloei, word chloorione gedeeltelik geneutraliseer en gevorm elektriese veldsoos in chemiese selle. Die effek is dat die sout in die een rigting vloei en die vars water in die ander rigting. Isolasie vind plaas vars water.
Britse wetenskaplikes van die Universiteit van Manchester, gelei deur Rahul Nairi, het in 2017 'n grafeen-gebaseerde sif geskep om sout effektief uit seewater te verwyder.
In 'n studie gepubliseer in die joernaal Nature Nanotechnology, het wetenskaplikes aangevoer dat dit gebruik kan word om ontsoutingsmembrane te skep. grafeenoksied, in plaas van moeilik vindbare en duur suiwer grafeen. Enkellaag grafeen moet in klein gaatjies geboor word om dit deurlaatbaar te maak. As die gatgrootte groter as 1 nm is, sal die soute vrylik deur die gat beweeg, dus moet die gate wat geboor moet word kleiner wees. Terselfdertyd het studies getoon dat grafeenoksiedmembrane dikte en porositeit verhoog wanneer dit in water gedompel word. Dokter span. Nairi het getoon dat die bedekking van die membraan met grafeenoksied met 'n bykomende laag epoksiehars die doeltreffendheid van die versperring verhoog. Watermolekules kan deur die membraan beweeg, maar natriumchloried kan nie.
’n Groep Saoedi-Arabiese navorsers het ’n toestel ontwikkel wat hulle glo ’n kragsentrale effektief sal omskep van ’n “verbruiker” van water in ’n “produsent van vars water”. Wetenskaplikes het 'n paar jaar gelede 'n referaat gepubliseer wat dit in Nature beskryf. nuwe sonkrag tegnologiewat water kan ontsout en terselfdertyd produseer elektrisiteit.
In die geboude prototipe het wetenskaplikes 'n watermaker agter geïnstalleer. sonkrag battery. In sonlig wek die sel elektrisiteit op en stel hitte vry. In plaas daarvan om hierdie hitte na die atmosfeer te verloor, stuur die toestel hierdie energie na 'n aanleg wat die hitte as 'n energiebron vir die ontsoutingsproses gebruik.
Die navorsers het soutwater en water wat swaarmetaal onsuiwerhede soos lood, koper en magnesium bevat in die distilleerder ingebring. Die toestel het water in stoom verander, wat dan deur 'n plastiekmembraan gegaan het wat sout en puin uitgefiltreer het. Die resultaat van hierdie proses is suiwer drinkwater wat aan die veiligheidstandaarde van die Wêreldgesondheidsorganisasie voldoen. Die wetenskaplikes het gesê die prototipe, sowat 'n meter breed, kan 1,7 liter skoon water per uur produseer. Die ideale plek vir so 'n toestel is in 'n droë of semi-droë klimaat, naby 'n waterbron.
Guihua Yu, 'n materiaalwetenskaplike by Austin State University, Texas, en sy spanmaats het in 2019 voorgestel effektief filtreer seewater hidrogels, polimeermengselswat 'n poreuse, waterabsorberende struktuur skep. Yu en sy kollegas het 'n jelspons uit twee polimere geskep: een is 'n waterbindende polimeer genaamd polivinielalkohol (PVA) en die ander is 'n ligte absorberende middel genaamd polipirrol (PPy). Hulle het 'n derde polimeer genaamd chitosan gemeng, wat ook 'n sterk aantrekkingskrag op water het. Wetenskaplikes het in Science Advances berig dat hulle suiwer waterproduksie van 3,6 liter per uur per vierkante meter seloppervlak behaal het, wat die hoogste is wat nog aangeteken is en ongeveer twaalf keer beter as wat vandag in kommersiële weergawes geproduseer word. .
Ten spyte van die entoesiasme van wetenskaplikes, word dit nie gehoor dat nuwe ultra-doeltreffende en ekonomiese metodes van ontsouting met behulp van nuwe materiale wyer kommersiële toepassing sal vind nie. Wees versigtig totdat dit gebeur.
