Loading

Чип для опреснения воды

Создано 23.07.2013 10:07
Автор: Natali

Чип для опреснения воды
Недавний прорыв в современных опреснительных технологиях привел к разработке нового способа удаления соли из морской воды, в объеме до одного нанолитра за раз.

«Люди умирают из-за нехватки пресной воды. И они будут продолжать это делать, до тех пор, пока не случится какой-то прорыв, каким, как мы надеемся, и окажется наша технология», говорит Тони Фрадакис (Tony Frudakis), основатель и генеральный директор компании Okeanos Technologies, чьей главной миссией является разработка ультрасовременных технологий опреснения воды.

Наши ограниченные запасы пресной воды на Земле пользуются большим спросом, и один из способов справиться с растущим спросом на воду это работа по созданию технологии опреснения воды, преобразование ее в доступную, легко получаемую и экономически выгодную.

Наличие простого и эффективного способа превратить морскую или другую соленую воду в чистую, пресную, питьевую воду может уберечь от смерти и улучшить жизнь во многих частях земного шара.

В науке существуют множество методов опреснения, но для того, чтобы запустить их в работу требуется много денег и энергии, чего во многих местах попросту нет. Поэтому в уголках мира с доступной морской водой, но без необходимых средств или достойной энергетической инфраструктуры новые технологически простые методы опреснения крайне важны.

Благодаря работе химиков из Университета Техаса в Остине и Университета Марбурга в Германии, в настоящее время разрабатываются новые перспективные технологии по обеспечению пресной воды, которые, в конечном счете, могут быть использованы в простых, портативных, низкоэнергетических устройствах. Этот метод потребляет настолько мало энергии, что сможет работать на приобретенном в магазине аккумуляторе.

Метод, называемый электрохимическим опосредованным опреснением морской воды, был описан в прошлом месяце в журнале Angewandte Chemie (рецензируемый научный журнал, охватывающий все аспекты химии, выпускаемый Немецким Химическим Обществом, издается в Wiley-VCH). Возглавлял исследование Ричард Крукс (Richard Crooks) из Университета Техаса в Остине. Технология запатентована и находится на стадии коммерческого запуска компанией Okeanos Technologies.

Для активации процесса опреснения исследователи подают небольшое напряжение (3 В) на пластиковый чип, заполненный морской водой. Внутри чипа расположен микроканал с разветвлением на 2 ветки. Встроенный в месте разветвления электрод нейтрализует свободные ионы хлора, содержащиеся в морской воде, тем самым создавая границу раздела. Это повышает напряженность локального электрического поля в сравнении с остальной частью канала. Этого изменения поля достаточно для того, чтобы перенаправить соли в одну из веток канала, тогда как опресненная вода попадает в другую ветку.

Чип для опреснения воды

«Ключом к удалению соли из морской воды является реакция нейтрализации, создаваемая электродом», говорит Кайл Кнуст (Kyle Knust), аспирант в лаборатории Крукса и первый в списке авторов.

Как тролль у начала моста, граница ионного раздела не дает соли пройти через канал, в результате чего образуется чистая вода.

До сих пор Крукс и его коллеги добились 25% опреснения при помощи своей технологии. Хотя для получения питьевой воды процент опреснения должен достичь 99%, исследователи уверены в возможности достижения этой цели.

«Эти опыты лишь доказали работоспособность теории», говорит Кнуст. «Мы уже достигали такого уровня улучшения процесса, работая с другими проектами, основанными на принципе ионного раздела. Наш опыт просто не дает усомниться в возможности достижения 99% опреснения, используя данную технологию».

Еще одно большое испытание, которое станет перед учеными, это увеличение масштаба процесса. В данный момент, микроканал размером в человеческий волос, опресняет примерно 40 нанолитров воды в минуту. Для того, чтобы технологию можно было использовать в индивидуальных или коммерческих целях, устройства должны опреснять литры воды в день.

Если исследователям удастся решить текущие трудности, будущие устройства видятся в разных форматах и размерах в зависимости от конкретных потребностей.

«Вы можете построить установку невероятных размеров или относительно небольшую, районного масштаба», заявляет Фрудакис. «Okeanos уже сейчас планирует строительство небольших автономных агрегатов размером с автомат с газировкой для обеспечения нужд, например, небольших деревень».

 

По материалам: utexas.edu

Author: Natali

Комментарии: