Ի՞նչ կասեք ծովի ջրի արդյունավետ աղազերծման մասին: Շատ ջուր ցածր գնով

Մաքուր, անվտանգ խմելու ջրի հասանելիությունը պահանջ է, որը, ցավոք, վատ է բավարարված աշխարհի շատ մասերում: Ծովի ջրի աղազերծումը մեծ օգնություն կլիներ աշխարհի շատ տարածաշրջաններում, եթե, իհարկե, հասանելի լինեին համապատասխան արդյունավետ և ողջամիտ տնտեսության շրջանակներում մեթոդներ:

Ծախսերի արդյունավետ զարգացման նոր հույս քաղցրահամ ջուր ստանալու եղանակներ՝ հեռացնելով ծովի աղը հայտնվեց անցյալ տարի, երբ հետազոտողները զեկուցեցին տիպային նյութի օգտագործմամբ ուսումնասիրությունների արդյունքների մասին օրգանամետաղական կմախք (MOF) ծովի ջրի զտման համար: Նոր մեթոդը, որը մշակվել է Ավստրալիայի Մոնաշ համալսարանի թիմի կողմից, զգալիորեն ավելի քիչ էներգիա է պահանջում, քան մյուս մեթոդները, ասում են հետազոտողները:

MOF օրգանական մետաղական կմախքներ բարձր ծակոտկեն նյութեր են՝ մեծ մակերեսով: Փոքր ծավալների մեջ գլորված մեծ աշխատանքային մակերեսները հիանալի են զտման համար, այսինքն. հեղուկի մեջ մասնիկներ և մասնիկներ գրավելը (1): MOF-ի նոր տեսակը կոչվում է PSP-MIL-53 օգտագործվում է ծովի ջրի մեջ աղը և աղտոտող նյութերը փակելու համար: Ջրի մեջ դնելով՝ այն ընտրողաբար պահում է իոններն ու կեղտերն իր մակերեսին։ 30 րոպեի ընթացքում MOF-ը կարողացավ նվազեցնել ջրի ընդհանուր լուծված պինդ նյութերը (TDS) 2,233 ppm (ppm) մինչև 500 ppm: Սա ակնհայտորեն ցածր է Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության առաջարկած 600 ppm շեմից անվտանգ խմելու ջրի համար:

1. Ծովի ջրի աղազերծման ժամանակ օրգանոմետաղական թաղանթի աշխատանքի պատկերացում:

Օգտագործելով այս տեխնիկան՝ հետազոտողները կարողացել են օրական արտադրել մինչև 139,5 լիտր քաղցրահամ ջուր մեկ կիլոգրամ MOF նյութի համար: Երբ MOF ցանցը «լցվի» մասնիկներով, այն կարող է արագ և հեշտությամբ մաքրվել՝ նորից օգտագործելու համար: Դրա համար այն տեղադրվում է արևի լույսի տակ, որն ընդամենը չորս րոպեում ազատում է թակարդված աղերը:

«Ջերմային գոլորշիացման աղազերծման գործընթացները էներգատար են, մինչդեռ այլ տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են հակառակ օզմոզ (2), նրանք ունեն բազմաթիվ թերություններ, ներառյալ էներգիայի և քիմիական նյութերի մեծ սպառումը մեմբրանի մաքրման և քլորացման համար», - բացատրում է Հուանտինգ Վանգը՝ Monash-ի հետազոտական ​​խմբի ղեկավարը: «Արևի լույսը երկրի վրա ամենաառատ և վերականգնվող էներգիայի աղբյուրն է: Ադսորբենտների վրա հիմնված աղազերծման մեր նոր գործընթացը և արևի լույսի օգտագործումը ռեգեներացիայի համար ապահովում են էներգախնայող և էկոլոգիապես մաքուր աղազերծման լուծում»:

2. Օսմոզ ծովի ջրի աղազերծման համակարգ Սաուդյան Արաբիայում:

Գրաֆենից մինչև խելացի քիմիա

Վերջին տարիներին ի հայտ են եկել բազմաթիվ նոր գաղափարներ էներգաարդյունավետ ծովի ջրի աղազերծում. «Երիտասարդ տեխնիկը» ուշադիր հետևում է այս տեխնիկայի զարգացմանը:

Մենք գրել ենք, ի թիվս այլ բաների, Օսթինի համալսարանի ամերիկացիների և Մարբուրգի համալսարանի գերմանացիների գաղափարի մասին, որը. օգտագործել փոքր չիպ նյութից, որի միջով հոսում է աննշան լարման (0,3 վոլտ) էլեկտրական հոսանք։ Սարքի ալիքի ներսում հոսող աղաջրում քլորի իոնները մասամբ չեզոքացվում և ձևավորվում են. էլեկտրական դաշտինչպես քիմիական բջիջներում: Արդյունքը կայանում է նրանում, որ աղը հոսում է մի ուղղությամբ, իսկ քաղցրահամ ջուրը՝ մյուս ուղղությամբ: Մեկուսացումը տեղի է ունենում քաղցրահամ ջուր.

Մանչեսթերի համալսարանի բրիտանացի գիտնականները՝ Ռահուլ Նաիրիի գլխավորությամբ, 2017 թվականին ստեղծել են գրաֆենի հիմքով մաղ՝ ծովի ջրից աղը արդյունավետորեն հեռացնելու համար։

Nature Nanotechnology ամսագրում հրապարակված ուսումնասիրության մեջ գիտնականները պնդում էին, որ այն կարող է օգտագործվել աղազերծող թաղանթներ ստեղծելու համար: գրաֆենի օքսիդ, դժվար գտնելու և թանկարժեք մաքուր գրաֆենի փոխարեն։ Միաշերտ գրաֆենը պետք է փորել փոքր անցքերի մեջ, որպեսզի այն թափանցելի լինի: Եթե ​​անցքի չափը 1 նմ-ից մեծ է, ապա աղերն ազատորեն կանցնեն անցքով, ուստի փորվող անցքերը պետք է ավելի փոքր լինեն: Միևնույն ժամանակ, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ գրաֆենի օքսիդի թաղանթները ջրի մեջ ընկղմվելիս մեծացնում են հաստությունը և ծակոտկենությունը: Բժիշկների թիմ. Նաիրին ցույց է տվել, որ էպոքսիդային խեժի լրացուցիչ շերտով թաղանթը գրաֆենի օքսիդով պատելը մեծացրել է պատնեշի արդյունավետությունը։ Ջրի մոլեկուլները կարող են անցնել թաղանթով, իսկ նատրիումի քլորիդը՝ ոչ։

Սաուդյան Արաբիայի մի խումբ հետազոտողներ մշակել են մի սարք, որը կարծում է, որ էլեկտրակայանը արդյունավետորեն ջրի «սպառողից» կվերածի «քաղցրահամ ջուր» արտադրողի: Գիտնականները մի քանի տարի առաջ դա նկարագրող փաստաթուղթ են հրապարակել Nature-ում: նոր արևային տեխնոլոգիաորը կարող է աղազրկել ջուրը և միաժամանակ արտադրել էլեկտրականություն.

Կառուցված նախատիպում գիտնականները հետևի մասում ջրատար են տեղադրել։ արևային մարտկոց. Արևի լույսի ներքո բջիջը արտադրում է էլեկտրաէներգիա և արտազատում ջերմություն: Այս ջերմությունը մթնոլորտ կորցնելու փոխարեն սարքն այս էներգիան ուղղում է մի գործարան, որն օգտագործում է ջերմությունը որպես էներգիայի աղբյուր աղազերծման գործընթացի համար:

Հետազոտողները թորիչ են ներմուծել աղաջուր և ծանր մետաղների կեղտեր պարունակող ջուր, ինչպիսիք են կապարը, պղինձը և մագնեզիումը: Սարքը ջուրը վերածում էր գոլորշու, որն այնուհետև անցնում էր պլաստիկ թաղանթով, որը զտում էր աղն ու բեկորները: Այս գործընթացի արդյունքը մաքուր խմելու ջուրն է, որը համապատասխանում է Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության անվտանգության չափանիշներին: Գիտնականները նշել են, որ մոտ մեկ մետր լայնությամբ նախատիպը կարող է ժամում արտադրել 1,7 լիտր մաքուր ջուր: Նման սարքի համար իդեալական տեղը չոր կամ կիսաչոր կլիմայական պայմաններում է, ջրի աղբյուրի մոտ:

Տեխասի Օսթին նահանգի համալսարանի նյութերագետ Գուիուա Յուն և նրա թիմակիցները առաջարկել են 2019թ. արդյունավետորեն զտելով ծովի ջրի հիդրոգելները, պոլիմերային խառնուրդներորոնք ստեղծում են ծակոտկեն, ջուր կլանող կառուցվածք։ Յուն և գործընկերները երկու պոլիմերից ստեղծեցին գելային սպունգ. մեկը ջրի հետ կապող պոլիմեր է, որը կոչվում է պոլիվինիլային սպիրտ (PVA), իսկ մյուսը` պոլիպիրոլ (PPy) կոչվող թեթև ներծծող: Նրանք խառնեցին երրորդ պոլիմերը, որը կոչվում է chitosan, որը նույնպես ուժեղ ձգողություն ունի ջրի նկատմամբ: Գիտնականները Science Advances-ում հայտնել են, որ իրենք հասել են մաքուր ջրի արտադրության 3,6 լիտր ժամում մեկ քառակուսի մետր բջջային մակերեսի, ինչը երբևէ գրանցված ամենաբարձր ցուցանիշն է և մոտ տասներկու անգամ ավելի լավ, քան այսօր արտադրվում է առևտրային տարբերակներում:

Չնայած գիտնականների ոգևորությանը, չի լսվում, որ նոր նյութերի օգտագործմամբ աղազերծման նոր ծայրահեղ արդյունավետ և խնայող մեթոդները ավելի լայն առևտրային կիրառություն կգտնեն: Քանի դեռ դա տեղի չի ունեցել, զգույշ եղեք։