Kas būs nepieciešams, lai komercializētu labākas atsāļošanas tehnoloģijas?

Pasaules Veselības organizācija lēš, ka 750 miljoni cilvēkiem nav piekļuves drošiem ūdens avotiem, savukārt daudziem citiem ir nepietiekami krājumi tāda sausuma dēļ kā Kalifornijā. Saldūdens iegūšana, atsāļojot okeānu vai sāļo ūdeni uz sauszemes, joprojām ir dārga, galvenokārt tāpēc, ka ir nepieciešama enerģija, lai izspiestu ūdeni caur membrānām, kas filtrē sāli (skatiet Kā atsāļošana var kļūt lētāka? un Atsāļošana no izmisuma). Pēdējo mēnešu laikā zinātnieki ir publicējuši pētījumus, kas uzlabo mūsu izpratni par labāku membrānu izredzēm, kas izgatavotas no īpaši izturīga un viegla materiāla grafēna.

Grafēna struktūras atveidojums.

Atsevišķi kristāli

gada 23. marta numurā Dabas nanotehnoloģijas Oak Ridge Nacionālās laboratorijas pētnieki aprakstīja, kā viņi izgatavoja grafēna membrānu atsāļošanai no oglekļa atomu slāņiem šūnveida struktūrā. Šie atomi veido sešstūra formas kristālu, kura platums un garums ir aptuveni 0,1 milimetrs, ar caurumiem, kas ir mazāki par nanometru, lai izlaistu ūdeni un bloķētu sāli. Atsāļošanas membrāna, kas izgatavota no šī grafēna kristāla, ideālā gadījumā būtu jāmēra metros, lai tā darbotos komerciālā rūpnīcā, saka Oak Ridge pētnieks Ivans Vlassiouk. Viņš saka, ka komanda līdz šim ir palielinājusi šo membrānas materiālu līdz vairākiem milimetriem.

Blīvēšanas noplūdes

MIT pētnieki ir parādījuši, ka ir iespējams izmantot grafēna loksnes kā atsāļošanas membrānu, pievienojot to polikarbonāta atbalsta struktūrai. Tomēr grafēnā mēdz veidoties defekti, kas var vājināt membrānu un, iespējams, izlaist sāli vai citus piesārņotājus. Kādā 27. aprīlī Nano burti papīrs Šķiet, ka MIT pētnieki un autori no Oak Ridge un Saūda Arābijas Karaļa Fahdas Naftas un minerālu universitātes ir atraduši veidu, kā to novērst. Komanda aizpildīja lielākos defektus ar neilonu un nogulsnēja hafnija metālu, kam sekoja oksīda slānis uz mazākām defektu vietām.

Datoru dizains

Grafēna stiprums, plāns un ķīmiskās īpašības varētu padarīt to par galveno membrānas materiālu atsāļošanai, MIT pētnieki Deivids Koens-Tanugi un Džefrijs Grosmans rakstīja rakstā, pārskatot dažus pētnieku sasniegumus. Viņi apraksta, kā datorsimulācijas ir palīdzējušas pētniekiem izprast materiālā iedurto nanoporu ķīmiskās īpašības; kā ūdens plūst pa šīm atverēm; un cik labi membrānas var saglabāt savu spēku laika gaitā. Raksts tika publicēts 15. jūnija numurā Atsāļošana.

Līdzņemšanai:

Oak Ridge's Vlassiouk saka, ka grafēna atsāļošanas komercializācija varētu aizņemt vismaz desmit gadus. Lai gan teorētiski grafēns varētu radīt membrānas, kas ātrāk apstrādā ūdeni ar mazāku enerģiju, izmaksu ietaupījums, kas būtu saistīts ar to izmantošanu, joprojām nav skaidrs.

Vai jums ir liels jautājums? Sūtiet ieteikumus uz [email protected].

paslēpties