Деңиз суусун натыйжалуу тузсуздандыруу жөнүндө эмне айтууга болот? Арзан баада көп суу
Таза, коопсуз ичүүчү сууга жетүү, тилекке каршы, дүйнөнүн көп жерлеринде начар канааттандырылган муктаждык. Деңиз суусун тузсуздандыруу дүйнөнүн көптөгөн региондорунда чоң жардам бермек, эгерде, албетте, жетиштүү эффективдүү жана акылга сыярлык экономиканын чегинде методдор бар болсо.
экономикалык жактан натыйжалуу өнүктүрүү үчүн жаңы үмүт деңиз тузун алып салуу менен таза суу алуунун жолдору изилдөөчүлөр түрү материалды колдонуу менен изилдөөлөрдүн жыйынтыктарын билдирди өткөн жылы пайда болгон металл органикалык скелет (MOF) деңиз суусун чыпкалоо үчүн. Австралиянын Монаш университетинин командасы тарабынан иштелип чыккан жаңы ыкма башка ыкмаларга караганда бир кыйла азыраак энергияны талап кылат, дешет окумуштуулар.
MOF органометалл скелеттери чоң беттик аянты менен өтө тешиктүү материалдар болуп саналат. Кичинекей көлөмгө прокатталган чоң жумушчу беттер чыпкалоо үчүн эң сонун, б.а. суюктуктагы бөлүкчөлөрдү жана бөлүкчөлөрдү кармоо (1). МФнын жаңы түрү деп аталат PSP-MIL-53 деңиз суусуна туз жана булгоочу заттарды кармоо үчүн колдонулат. Сууга коюлганда, ал өзүнүн бетинде иондорду жана кирлерди тандап кармап турат. 30 мүнөттүн ичинде MOF суунун жалпы эриген катуу заттарын (TDS) 2,233 промилледен (ppm) 500 промилледен төмөн түшүрө алды. Бул таза ичүүчү суу үчүн Дүйнөлүк Саламаттыкты сактоо Уюму тарабынан сунушталган 600 промилледен төмөн.
1. Деңиз суусун тузсуздаштырууда металлорганикалык кабыкчанын иштешин визуализациялоо.
Бул ыкманы колдонуу менен изилдөөчүлөр күнүнө MOF материалынын килограммына 139,5 литрге чейин таза суу чыгара алышкан. MOF тармагы бөлүкчөлөр менен "толтурулган" кийин, аны кайра колдонуу үчүн тез жана оңой тазалоого болот. Бул үчүн ал күн нуруна жайгаштырылат, ал төрт мүнөттүн ичинде камалып калган туздарды бөлүп чыгарат.
«Термикалык буулантма тузсуздандыруу процесстери энергияны көп талап кылат, ал эми башка технологиялар, мисалы тескери осмос (2), алардын көптөгөн кемчиликтери бар, анын ичинде мембрананы тазалоо жана дехлорациялоо үчүн энергиянын жана химиялык заттардын көп керектелүүсү, - деп түшүндүрөт Монаштын изилдөө тобунун жетекчиси Хуантинг Ван. «Күн нуру – жер бетиндеги энергиянын эң көп жана кайра жаралуучу булагы. Биздин жаңы адсорбенттин негизинде тузсуздандыруу процесси жана регенерация үчүн күн нурун пайдалануу энергияны үнөмдөөчү жана экологиялык жактан таза тузсуздандыруу чечими менен камсыз кылат».
2. Сауд Арабиясындагы деңиз суусун тузсуздаштыруучу осмос системасы.
Графенден акылдуу химияга чейин
Акыркы жылдары көптөгөн жаңы идеялар пайда болду энергияны үнөмдүү деңиз суусун тузсуздандыруу. «Жаш техник» бул техникалардын енугушун тыкыр контролдоп турат.
Биз башка нерселер менен катар Остин университетиндеги америкалыктар жана Марбург университетиндеги немистердин идеясы жөнүндө жазганбыз. кичинекей чипти колдонуу аз чыңалуудагы (0,3 вольт) электр тогу өткөн материалдан. Аппараттын каналынын ичинде агып жаткан туздуу сууда хлор иондору жарым-жартылай нейтралдаштырылган жана түзүлөт. электр талаасыхимиялык клеткалардагыдай. Анын таасири туз бир тарапка, таза суу экинчи тарапка агып кетет. Изоляция болот тузсуз суу.
Рахул Найри жетектеген Манчестер университетинин британ окумуштуулары 2017-жылы деңиз суусунан тузду эффективдүү тазалоо үчүн графендин негизиндеги электени түзүшкөн.
Nature Nanotechnology журналында жарыяланган изилдөөдө илимпоздор аны тузсуздаштыруучу мембраналарды түзүү үчүн колдонсо болорун айтышкан. graphene кычкылы, Табуу кыйын жана кымбат таза графендин ордуна. Бир катмарлуу графен өткөргүч болушу үчүн аны майда тешиктерге бургулоо керек. Эгерде тешиктин өлчөмү 1 нмден чоң болсо, туздар тешиктен эркин өтөт, андыктан бургулана турган тешиктер кичине болушу керек. Ошол эле учурда изилдөөлөр көрсөткөндөй, графен оксидинин мембраналары сууга чөмүлгөндө калыңдыгын жана көзөнөктүүлүгүн жогорулатат. Дарыгерлер командасы. Наири мембрананы эпоксиддик чайырдын кошумча катмары менен графен оксиди менен каптоо тосмонун эффективдүүлүгүн жогорулатканын көрсөттү. Суу молекулалары мембрана аркылуу өтө алат, бирок натрий хлориди өтө албайт.
Сауд Арабиялык изилдөөчүлөр тобу электр станциясын сууну “керектөөчүдөн” “таза суу өндүрүүчүгө” эффективдүү айландыра турган аппаратты иштеп чыгышты. Окумуштуулар бир нече жыл мурун Nature журналына муну сүрөттөгөн макала жарыялашкан. жаңы күн технологиясысууну тузсуздандырып, ошол эле учурда өндүрө алат электричество.
Курулган прототипте окумуштуулар арткы жагына суу чыгаруучу аппаратты орнотушкан. кун батареясы. Күн нурунда клетка электр энергиясын иштеп чыгып, жылуулукту бөлүп чыгарат. Бул жылуулукту атмосферага жоготуунун ордуна, аппарат бул энергияны тузсуздандыруу процесси үчүн жылуулукту энергия булагы катары колдонгон заводго багыттайт.
Окумуштуулар туздуу сууну жана коргошун, жез жана магний сыяктуу оор металл аралашмалары бар сууну дистилляторго киргизишти. Аппарат сууну бууга айлантып, андан кийин туз менен таштандыларды чыпкалаган пластикалык кабыкчадан өткөн. Бул процесстин натыйжасы Бүткүл дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюмунун коопсуздук стандарттарына жооп берген таза ичүүчү суу болуп саналат. Окумуштуулардын айтымында, туурасы бир метрдей болгон прототиби саатына 1,7 литр таза суу чыгара алат. Мындай аппарат үчүн идеалдуу жер кургак же жарым кургак климатта, суу булагынын жанында болот.
Гуйхуа Ю, Остин мамлекеттик университетинин материал таануучусу, Техас жана анын командалаштары 2019-жылы сунуш кылышкан деңиз суусу гидрогелдерин натыйжалуу чыпкалоо, полимер аралашмасыкеуектүү, сууну сиңирип алуучу түзүлүштү түзөт. Ю жана анын кесиптештери эки полимерден гель губкасын жасашкан: бири поливинил спирти (PVA) деп аталган суу менен байланыштыруучу полимер, экинчиси полипиррол (PPy) деп аталган жарык абсорбент. Алар хитозан деп аталган үчүнчү полимерди аралаштырышты, ал дагы сууга күчтүү тартылат. Окумуштуулар Science Advances журналында клетканын бетинин бир чарчы метрине саатына 3,6 литр таза суу өндүрүүгө жетишкенин билдиришкен, бул буга чейин катталган эң жогорку көрсөткүч жана коммерциялык версияларда өндүрүлгөндөн он эки эсе жакшы. .
Окумуштуулардын энтузиазмына карабастан, жаңы материалдарды колдонуу менен тузсуздаштыруунун жаңы ультра эффективдүү жана үнөмдүү ыкмалары кеңири коммерциялык колдонууну табат деп угулбайт. Андай болгонго чейин сак болуңуз.
