Pārnēsājama atsāļošana

Droša dzeramā ūdens parasti trūkst pēc dabas katastrofām, piemēram, zemestrīces Haiti vai viesuļvētras Katrīna. Katastrofu zonās pie okeāna sāļa jūras ūdens pārvēršana dzeramajā saldūdenī šķiet pašsaprotama, taču parasti tam ir vajadzīgas liela mēroga atsāļošanas iekārtas un daudz uzticamas elektroenerģijas — neviena no tām nebija pieejama Haiti vai Ņūorleānā.

ūdensceļš : Viena jaunās atsāļošanas ierīces vienība, kas izgatavota uz silikona slāņa.

Tagad MIT un Korejas pētnieki izstrādā tehnoloģiju, ko varētu izmantot mazās, pārnēsājamās atsāļošanas iekārtās, kuras darbina saules baterijas vai baterijas, nevis dīzeļģeneratori. Šādas ierīces, kas noņemtu vīrusus, baktērijas un citus piesārņotājus, kā arī sāli, varētu ražot pietiekami daudz saldūdens ģimenei vai mazam ciematam. Nest tos uz vietām, kur nepieciešams ūdens, būtu efektīvāk nekā mēģinājums transportēt ūdeni, it īpaši, ja ceļi nav izbraucami. Lai gan ierīces ir paredzētas lietošanai ārkārtas situācijās, tās var izmantot arī attālās piejūras vietās jaunattīstības valstīs.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2010. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Jaunā tehnika izmanto fenomenu, ko sauc par jonu koncentrācijas polarizāciju, lai atdalītu sāļus un mikrobus no ūdens. Sālsūdens straume plūst pa mikroshēmas izmēra ierīci mikrokanālā, kas sadalās divos zaros. Sadalīšanas vietā kanāls ir savienots ar nanokanālu, kas pārklāts ar jonu selektīvu membrānu, kas izgatavota no sintētiska polimēra Nafion. Kad strāva tiek izlaista caur membrānu, tiek izveidota elektrostatiskā barjera, kas atgrūž uzlādētas daļiņas, piemēram, sāli, vīrusus un mikrobus, iespiežot tos vienā ūdeni nesošā kanāla atzarā un ļaujot svaigam, dzeramam ūdenim plūst caur otru. Tā kā ūdens neiziet cauri membrānai, daļiņas to neaizsprosto — šī problēma var apgrūtināt atsāļošanas tehnoloģijas, kuru pamatā ir reversā osmoze.

Process darbojas mikroskopiskā mērogā, tāpēc katra ierīce apstrādātu tikai nelielu ūdens daudzumu. Bet masīvs ar 1600 vienībām, kas izgatavots uz vafeles ar aptuveni 20 centimetru diametru, varētu attīrīt aptuveni 18 litrus stundā. Viss masīvs varētu ietilpt apmēram kafijas urnas lielumā traukā. Atšķirībā no reversās osmozes sistēmām, kurām ir nepieciešami sūkņi, lai izspiestu ūdeni caur membrānu, to virzītu gravitācija. Sālsūdens tiktu ielejams tvertnes augšpusē, un saldūdens un koncentrēts sālījums plūstu no diviem tapām apakšā.

Jaunā pieeja ir aprakstīta rakstā Dabas nanotehnoloģijas pēcdoktorantūras asociētais Sung Jae Kim un asociētais profesors Jongyoon Han, gan Elektrotehnikas un datorzinātņu katedrā, gan kolēģi Korejā.

Pārbaudē ar vienas vienības šūnu, izmantojot jūras ūdeni ar pievienotiem piesārņotājiem, iekārta noņēma vairāk nekā 99 procentus sāls un citu piesārņotāju. Pētnieki plāno izveidot 100 vienību masīvu, lai parādītu procesa mērogojamību.

paslēpties