Теңіз суын тиімді тұщыландыру туралы не айтасыз? Төмен бағамен көп су

Таза, қауіпсіз ауыз суға қол жеткізу әлемнің көптеген бөліктерінде өкінішке орай нашар қанағаттандырылатын қажеттілік болып табылады. Теңіз суын тұщыландыру әлемнің көптеген бөліктерінде үлкен көмек болар еді, егер, әрине, жеткілікті тиімді және ақылға қонымды экономика жағдайында әдістер қол жетімді болса.

Үнемді дамыту үшін жаңа үміт теңіз тұзын жою арқылы тұщы су алу жолдары өткен жылы зерттеушілер типтік материалды пайдаланып зерттеулер нәтижелерін хабарлаған кезде пайда болды металлорганикалық қаңқа (MOF) теңіз суын сүзуге арналған. Австралияның Монаш университетінің тобы әзірлеген жаңа әдіс басқа әдістерге қарағанда әлдеқайда аз энергияны қажет етеді, дейді зерттеушілер.

MOF органометалл қаңқалары бетінің ауданы үлкен кеуекті материалдар болып табылады. Кішігірім көлемге оралған үлкен жұмыс беттері сүзу үшін өте жақсы, яғни. сұйықтықтағы бөлшектер мен бөлшектерді ұстау (1). МОФ жаңа түрі деп аталады PSP-MIL-53 теңіз суындағы тұзды және ластаушы заттарды ұстау үшін қолданылады. Суға салынған ол бетіндегі иондар мен қоспаларды таңдамалы түрде сақтайды. 30 минут ішінде MOF судың жалпы еріген қатты заттарын (TDS) 2,233 ppm (ppm) ден 500 ppm төменге дейін төмендете алды. Бұл Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы қауіпсіз ауыз су үшін ұсынған 600 ppm шегінен анық төмен.

1. Теңіз суын тұщыландыру кезіндегі металлорганикалық қабықшаның жұмысын визуализациялау.

Осы әдісті қолдана отырып, зерттеушілер күніне MOF материалының килограммына 139,5 литрге дейін тұщы су өндіре алды. MOF желісі бөлшектермен «толтырылғаннан» кейін оны қайта пайдалану үшін тез және оңай тазалауға болады. Мұны істеу үшін оны күн сәулесінің астында орналастырады, ол небәрі төрт минут ішінде ұсталған тұздарды шығарады.

«Термиялық булану тұзсыздандыру процестері энергияны көп қажет етеді, ал басқа технологиялар сияқты кері осмос (2), олардың көптеген кемшіліктері бар, соның ішінде мембрананы тазалау және хлорсыздандыру үшін энергия мен химиялық заттардың көп тұтынылуы», - деп түсіндіреді Хуантинг Ванг, Монаш зерттеу тобының жетекшісі. «Күн сәулесі - жер бетіндегі ең көп және жаңартылатын энергия көзі. Біздің жаңа адсорбент негізіндегі тұзсыздандыру процесі және регенерация үшін күн сәулесін пайдалану энергияны үнемдейтін және экологиялық таза тұзсыздандыру шешімін береді.

2. Сауд Арабиясындағы осмос теңіз суын тұщыту жүйесі.

Графеннен ақылды химияға дейін

Соңғы жылдары көптеген жаңа идеялар пайда болды энергия тиімді теңіз суын тұщыландыру. «Жас техник» бұл әдістемелердің дамуын жіті қадағалайды.

Біз Остин университетіндегі американдықтардың және Марбург университетіндегі немістердің идеясы туралы жаздық. шағын чипті пайдалану үшін елеусіз кернеудегі (0,3 вольт) электр тогы өтетін материалдан. Құрылғының арнасы ішінде ағып жатқан тұзды суда хлор иондары ішінара бейтараптандырылады және түзіледі. электр өрісіхимиялық жасушалардағы сияқты. Әсері – тұз бір бағытта, тұщы су екінші бағытта ағып жатыр. Оқшаулану орын алады тұщы су.

Рахул Найри бастаған Манчестер университетінің британдық ғалымдары 2017 жылы теңіз суынан тұзды тиімді кетіру үшін графен негізіндегі елеуіш жасады.

Nature Nanotechnology журналында жарияланған зерттеуде ғалымдар оны тұзсыздандыру мембраналарын жасау үшін қолдануға болатынын алға тартты. графен оксиді, табу қиын және қымбат таза графеннің орнына. Бір қабатты графенді өткізгіш ету үшін оны кішкене тесіктерге бұрғылау керек. Егер тесік өлшемі 1 нм-ден үлкен болса, тұздар тесік арқылы еркін өтеді, сондықтан бұрғыланатын тесіктер кішірек болуы керек. Сонымен қатар, зерттеулер графен оксидінің мембраналарының суға батырылған кезде қалыңдығы мен кеуектілігін арттыратынын көрсетті. Дәрігерлер командасы. Наири мембрананы эпоксидті шайырдың қосымша қабатымен графен оксидімен жабу тосқауылдың тиімділігін арттыратынын көрсетті. Су молекулалары мембрана арқылы өте алады, бірақ натрий хлориді өте алмайды.

Сауд Арабиясының бір топ зерттеушісі электр станциясын суды «тұтынушыдан» «тұщы су өндірушіге» тиімді түрде айналдырады деп сенетін құрылғы ойлап тапты. Ғалымдар мұны сипаттайтын мақаланы Nature журналында бірнеше жыл бұрын жариялады. жаңа күн технологиясысуды тұзсыздандырып, бір уақытта өндіре алады электр қуаты.

Салынған прототипте ғалымдар артқы жағына су шығарғышты орнатты. күн батареясы. Күн сәулесінде жасуша электр энергиясын өндіреді және жылу шығарады. Бұл жылуды атмосфераға жоғалтудың орнына құрылғы бұл энергияны тұзсыздандыру процесі үшін жылуды энергия көзі ретінде пайдаланатын зауытқа бағыттайды.

Зерттеушілер дистилляторға тұзды су мен қорғасын, мыс және магний сияқты ауыр металл қоспалары бар суды енгізді. Құрылғы суды буға айналдырды, содан кейін ол тұз бен қоқысты сүзетін пластикалық мембранадан өтті. Бұл процестің нәтижесі Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының қауіпсіздік стандарттарына сәйкес келетін таза ауыз су болып табылады. Ғалымдардың айтуынша, ені бір метрге жуық прототип сағатына 1,7 литр таза су өндіре алады. Мұндай құрылғы үшін тамаша орын құрғақ немесе жартылай құрғақ климатта, су көзінің жанында.

Гуйхуа Ю, Остин мемлекеттік университетінің материалды зерттеушісі, Техас және оның әріптестері 2019 жылы ұсыныс жасады теңіз суының гидрогельдерін тиімді сүзеді, полимерлі қоспаларкеуекті, суды сіңіретін құрылымды жасайды. Ю және оның әріптестері екі полимерден гельді губка жасады: бірі поливинил спирті (PVA) деп аталатын суды байланыстыратын полимер және екіншісі - полипиррол (PPy) деп аталатын жеңіл сіңіргіш. Олар хитозан деп аталатын үшінші полимерді араластырды, ол да суды қатты тартады. Ғалымдар Science Advances журналында жасуша бетінің бір шаршы метрінен сағатына 3,6 литр таза су өндіруге қол жеткізгенін хабарлады, бұл бұрын-соңды болмаған ең жоғары және коммерциялық нұсқаларда өндірілгеннен шамамен он екі есе жақсы. .

Ғалымдардың ынта-жігеріне қарамастан, жаңа материалдарды пайдалана отырып, тұщыландырудың жаңа ультра тиімді және үнемді әдістері кеңірек коммерциялық қолдануды табатыны естілмейді. Бұл орын алғанша, сақ болыңыз.