Odsalanie przenośne

W wyniku klęsk żywiołowych, takich jak trzęsienie ziemi na Haiti czy huragan Katrina, zwykle brakuje bezpiecznej wody pitnej. W strefach katastrof w pobliżu oceanu przekształcenie słonej wody morskiej w słodką wodę pitną wydaje się oczywiste, ale zwykle wymaga to dużych zakładów odsalania i mnóstwa niezawodnej energii elektrycznej – z których żadna nie była dostępna na Haiti ani w Nowym Orleanie.

arteria wodna : Pojedyncza jednostka nowego urządzenia do odsalania, wykonana na warstwie silikonu.

Obecnie naukowcy z MIT i Korei opracowują technologię, którą można by wykorzystać w małych, przenośnych jednostkach odsalania, zasilanych ogniwami słonecznymi lub bateriami zamiast generatorów diesla. Takie urządzenia, które usuwałyby wirusy, bakterie i inne zanieczyszczenia, a także sól, mogłyby wytworzyć wystarczającą ilość świeżej wody dla rodziny lub małej wioski. Przenoszenie ich do miejsc, w których potrzebna jest woda, byłoby bardziej wydajne niż próby transportu wody, zwłaszcza jeśli drogi nie są przejezdne. Choć zaprojektowane do użytku w sytuacjach awaryjnych, urządzenia mogą być również używane w odległych lokalizacjach nadmorskich w krajach rozwijających się.

Ta historia była częścią naszego wydania z lipca 2010 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Nowa technika wykorzystuje zjawisko zwane polaryzacją stężenia jonów do oddzielania soli i drobnoustrojów od wody. Strumień słonej wody przepływa przez urządzenie wielkości mikroprocesora w mikrokanaliku, który dzieli się na dwie gałęzie. W miejscu podziału kanał jest połączony z nanokanałem pokrytym membraną jonoselektywną wykonaną z syntetycznego polimeru Nafion. Kiedy prąd przepływa przez membranę, tworzy się bariera elektrostatyczna, która odpycha naładowane cząstki, takie jak sól, wirusy i drobnoustroje, popychając je do jednej gałęzi kanału wodonośnego i umożliwiając przepływ świeżej wody pitnej przez drugą. Ponieważ woda nie przechodzi przez membranę, cząsteczki jej nie zatykają – problem, który może nękać technologie odsalania oparte na odwróconej osmozie.

Proces działa w mikroskopijnej skali, więc każde urządzenie przetwarzałoby tylko niewielkie ilości wody. Ale tablica składająca się z 1600 jednostek, wykonana na wafelku o średnicy około 20 centymetrów, może oczyścić około 18 litrów na godzinę. Całość zmieściłaby się w pojemniku wielkości urny na kawę. W przeciwieństwie do systemów odwróconej osmozy, które wymagają pomp do przepychania wody przez membranę, byłaby ona napędzana grawitacją. Na górze zbiornika wlewała się słona woda, a świeża woda i stężona solanka płynęły z dwóch króćców na dole.

Nowe podejście zostało opisane w artykule w: Natura Nanotechnologia przez habilitanta Sung Jae Kima i profesora nadzwyczajnego Jongyoon Han, zarówno na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki, jak i kolegów w Korei.

W teście z pojedynczą komórką, przy użyciu wody morskiej z dodanymi zanieczyszczeniami, urządzenie usunęło ponad 99 procent soli i innych zanieczyszczeń. Naukowcy planują wyprodukować 100-jednostkową macierz, aby zademonstrować skalowalność procesu.

ukryć