효율적인 해수 담수화는 어떻습니까? 저렴한 가격에 많은 양의 물

깨끗하고 안전한 식수에 대한 접근은 불행하게도 세계 여러 지역에서 잘 충족되지 않는 요구 사항입니다. 해수 담수화는 물론 효율적이고 합리적인 경제 범위 내에서 방법을 사용할 수 있다면 세계 여러 지역에서 큰 도움이 될 것입니다.

비용 효율적인 개발을 위한 새로운 희망 바다 소금을 제거하여 신선한 물을 얻는 방법 작년 연구자들이 활자체를 이용한 연구 결과를 보고하면서 등장 유기 금속 골격 (MOF) 해수 여과용. 호주 모나시 대학(Monash University) 팀이 개발한 새로운 방법은 다른 방법보다 훨씬 적은 에너지를 필요로 한다고 연구원들은 말했습니다.

MOF 유기금속 골격 표면적이 큰 다공성 물질입니다. 작은 부피로 감긴 대형 작업 표면은 여과에 좋습니다. 액체의 입자 및 입자 포획(1). 새로운 유형의 MOF는 PSP-MIL-53 바닷물에 염분과 오염 물질을 가두는 데 사용됩니다. 물에 넣으면 표면에 이온과 불순물을 선택적으로 유지합니다. 30분 이내에 MOF는 물의 총 용존 고형물(TDS)을 2,233ppm(ppm)에서 500ppm 미만으로 줄일 수 있었습니다. 이는 세계보건기구(WHO)가 안전한 식수로 권장하는 기준치인 600ppm을 분명히 밑도는 수치입니다.

1. 해수 담수화 중 유기 금속 막의 작동 시각화.

이 기술을 사용하여 연구원들은 하루에 MOF 물질 139,5kg당 최대 XNUMX리터의 담수를 생산할 수 있었습니다. MOF 네트워크가 입자로 "채워지면" 재사용을 위해 쉽고 빠르게 정리할 수 있습니다. 이를 위해 햇빛에 노출되어 단 XNUMX분 만에 갇힌 염분을 방출합니다.

“열증발식 담수화 공정은 에너지 집약적인 반면 다음과 같은 다른 기술은 역삼투 (2) 멤브레인 세척 및 탈염소화를 위한 에너지 및 화학 물질의 높은 소비를 포함하여 많은 단점이 있습니다.”라고 Monash의 연구 팀장인 Huanting Wang은 설명합니다. “햇빛은 지구상에서 가장 풍부하고 재생 가능한 에너지원입니다. 우리의 새로운 흡착제 기반 담수화 공정과 재생을 위한 햇빛의 사용은 에너지를 절약하고 환경 친화적인 담수화 솔루션을 제공합니다.”

2. 사우디아라비아의 삼투 해수 담수화 시스템.

그래핀에서 스마트 케미스트리까지

최근 몇 년 동안 많은 새로운 아이디어가 등장했습니다. 에너지 효율적인 해수 담수화. "젊은 기술자"는 이러한 기술의 개발을 면밀히 모니터링합니다.

무엇보다도 우리는 Austin University의 미국인과 Marburg University의 독일인에 대한 아이디어에 대해 썼습니다. 작은 칩을 사용하려면 무시할 수 있는 전압(0,3볼트)의 전류가 흐르는 물질로부터. 장치의 채널 내부를 흐르는 염수에서 염소 이온이 부분적으로 중화되어 형성됩니다. 전기장화학 세포에서처럼. 그 효과는 소금이 한 방향으로 흐르고 신선한 물이 다른 방향으로 흐른다는 것입니다. 격리 발생 민물.

Rahul Nairi가 이끄는 맨체스터 대학의 영국 과학자들은 2017년 바닷물에서 염분을 효과적으로 제거하기 위해 그래핀 기반 체를 만들었습니다.

Nature Nanotechnology 저널에 발표된 연구에서 과학자들은 담수화 멤브레인을 만드는 데 사용할 수 있다고 주장했습니다. 그래핀 산화물, 찾기 어렵고 값 비싼 순수 그래 핀 대신. 단층 그래핀은 투과성이 있도록 작은 구멍을 뚫어야 합니다. 구멍 크기가 1nm보다 크면 염이 구멍을 자유롭게 통과하므로 천공할 구멍은 더 작아야 합니다. 동시에 연구에 따르면 그래핀 산화막은 물에 잠기면 두께와 다공성이 증가합니다. 의사팀. Nairi는 에폭시 수지의 추가 층으로 그래핀 옥사이드로 멤브레인을 코팅하면 장벽의 효율성이 증가한다는 것을 보여주었습니다. 물 분자는 막을 통과할 수 있지만 염화나트륨은 통과할 수 없습니다.

사우디아라비아 연구원 그룹이 발전소를 물의 "소비자"에서 "담수의 생산자"로 효과적으로 전환할 것이라고 믿는 장치를 개발했습니다. 과학자들은 몇 년 전에 Nature에 이것을 설명하는 논문을 발표했습니다. 새로운 태양광 기술물을 담수화하고 동시에 생산할 수 있는 전기.

제작된 프로토타입에서 과학자들은 뒤쪽에 워터메이커를 설치했습니다. 태양 전지. 태양광에서 전지는 전기를 생성하고 열을 방출합니다. 이 열을 대기로 잃는 대신 장치는 이 에너지를 담수화 공정의 에너지원으로 사용하는 플랜트로 보냅니다.

연구진은 소금물과 납, 구리, 마그네슘 등 중금속 불순물이 포함된 물을 증류기에 투입했다. 이 장치는 물을 증기로 바꾼 다음 소금과 파편을 걸러내는 플라스틱 막을 통과했습니다. 이 과정의 결과는 세계 보건 기구의 안전 기준을 충족하는 순수한 음용수입니다. 과학자들은 폭이 약 1,7미터인 프로토타입이 시간당 XNUMX리터의 깨끗한 물을 생산할 수 있다고 말했습니다. 이러한 장치의 이상적인 장소는 수원 근처의 건조 또는 반건조 기후입니다.

텍사스 주 오스틴 주립 대학의 재료 과학자 Guihua Yu와 그의 동료들은 2019년에 제안했습니다. 해수 하이드로겔을 효과적으로 여과, 폴리머 블렌드다공성의 수분 흡수 구조를 만듭니다. Yu와 동료들은 두 가지 폴리머로 젤 스폰지를 만들었습니다. 하나는 폴리비닐 알코올(PVA)이라는 물 결합 폴리머이고 다른 하나는 폴리피롤(PPy)이라는 빛 흡수제입니다. 그들은 키토산이라는 세 번째 폴리머를 혼합했는데, 이 역시 물에 대한 강한 매력을 가지고 있습니다. 과학자들은 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 세포 표면 제곱미터당 시간당 3,6리터의 순수한 물 생산을 달성했다고 보고했는데, 이는 지금까지 기록된 것 중 가장 높은 수치이며 오늘날 상업용 버전에서 생산되는 것보다 약 XNUMX배 더 좋습니다. .

과학자들의 열정에도 불구하고 신소재를 사용하는 매우 효율적이고 경제적인 새로운 담수화 방법이 상업적으로 더 광범위하게 적용될 것이라는 소식은 들리지 않습니다. 그렇게 될 때까지 조심하세요.