რაც შეეხება ზღვის წყლის ეფექტურ დეზალიზაციას? ბევრი წყალი დაბალ ფასად

სუფთა, უსაფრთხო სასმელ წყალზე წვდომა არის მოთხოვნილება, რომელიც, სამწუხაროდ, ცუდად არის დაკმაყოფილებული მსოფლიოს ბევრ ქვეყანაში. ზღვის წყლის გაუვალობა დიდ დახმარებას გაუწევდა მსოფლიოს ბევრ რეგიონში, თუ, რა თქმა უნდა, ხელმისაწვდომი იქნებოდა მეთოდები, რომლებიც ადეკვატურად ეფექტური და გონივრულ ეკონომიკაში იქნებოდა.

ეკონომიური განვითარების ახალი იმედი მტკნარი წყლის მოპოვების გზები ზღვის მარილის ამოღებით გასულ წელს გამოჩნდა, როდესაც მკვლევარებმა განაცხადეს კვლევების შედეგები ტიპის მასალის გამოყენებით ორგანული მეტალის ჩონჩხი (MOF) ზღვის წყლის ფილტრაციისთვის. ავსტრალიის მონაშის უნივერსიტეტის ჯგუფის მიერ შემუშავებული ახალი მეთოდი სხვა მეთოდებთან შედარებით მნიშვნელოვნად ნაკლებ ენერგიას მოითხოვს, აცხადებენ მკვლევარები.

MOF ორგანული მეტალის ჩონჩხები არის ძალიან ფოროვანი მასალები დიდი ზედაპირით. დიდი სამუშაო ზედაპირები, რომლებიც შემოვიდა მცირე მოცულობებში, შესანიშნავია ფილტრაციისთვის, ე.ი. ნაწილაკების და ნაწილაკების დაჭერა სითხეში (1). ახალი ტიპის MOF ე.წ PSP-MIL-53 გამოიყენება ზღვის წყალში მარილისა და დამაბინძურებლების დასაჭერად. წყალში მოთავსებული იგი შერჩევითად ინარჩუნებს იონებს და მინარევებს მის ზედაპირზე. 30 წუთის განმავლობაში MOF-მა შეძლო წყლის მთლიანი გახსნილი მყარი ნივთიერებების (TDS) შემცირება 2,233 ppm (ppm) 500 ppm-მდე ქვემოთ. ეს აშკარად დაბალია ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის მიერ რეკომენდებული 600 ppm ზღურბლზე უსაფრთხო სასმელი წყლისთვის.

1. ორგანული მეტალის მემბრანის მოქმედების ვიზუალიზაცია ზღვის წყლის გაუვალობისას.

ამ ტექნიკის გამოყენებით მკვლევარებმა შეძლეს დღეში 139,5 ლიტრამდე მტკნარი წყლის წარმოება ყოველ კილოგრამ MOF მასალაზე. მას შემდეგ, რაც MOF ქსელი "ივსება" ნაწილაკებით, ის შეიძლება სწრაფად და მარტივად გაიწმინდოს ხელახლა გამოყენებისთვის. ამისათვის მას მზის შუქზე ათავსებენ, რომელიც სულ რაღაც ოთხ წუთში ათავისუფლებს ჩარჩენილ მარილებს.

„თერმული აორთქლების გაუვალობის პროცესები ენერგო ინტენსიურია, ხოლო სხვა ტექნოლოგიები, როგორიცაა საპირისპირო ოსმოზი (2), მათ აქვთ ბევრი ნაკლი, მათ შორის ენერგიისა და ქიმიკატების მაღალი მოხმარება მემბრანის გაწმენდისა და დექლორაციისთვის,” განმარტავს ჰუანტინგ ვანგი, მონაშის კვლევითი ჯგუფის ლიდერი. „მზის შუქი არის ყველაზე უხვი და განახლებადი ენერგიის წყარო დედამიწაზე. ჩვენი ახალი ადსორბენტებზე დაფუძნებული გაუმარილების პროცესი და მზის შუქის გამოყენება რეგენერაციისთვის უზრუნველყოფს ენერგიის დაზოგვის და ეკოლოგიურად სუფთა გამწმენდის ხსნარს.

2. ოსმოსის ზღვის წყლის გამწმენდი სისტემა საუდის არაბეთში.

გრაფენიდან ჭკვიან ქიმიამდე

ბოლო წლებში ბევრი ახალი იდეა გაჩნდა ენერგოეფექტური ზღვის წყლის გაუვალობა. „ახალგაზრდა ტექნიკოსი“ ყურადღებით აკვირდება ამ ტექნიკის განვითარებას.

ჩვენ, სხვა საკითხებთან ერთად, დავწერეთ ოსტინის უნივერსიტეტის ამერიკელების და მარბურგის უნივერსიტეტის გერმანელების იდეაზე, რომელიც გამოიყენოს პატარა ჩიპი მასალისგან, რომლის მეშვეობითაც მიედინება უმნიშვნელო ძაბვის (0,3 ვოლტი) ელექტრული დენი. მარილიან წყალში, რომელიც მიედინება მოწყობილობის არხის შიგნით, ქლორის იონები ნაწილობრივ განეიტრალება და წარმოიქმნება. ელექტრული ველიროგორც ქიმიურ უჯრედებში. ეფექტი არის ის, რომ მარილი მიედინება ერთი მიმართულებით და მტკნარი წყალი მეორეში. იზოლაცია ხდება სუფთა წყალი.

მანჩესტერის უნივერსიტეტის ბრიტანელმა მეცნიერებმა, რაჰულ ნაირის ხელმძღვანელობით, 2017 წელს შექმნეს გრაფენის დაფუძნებული საცერი ზღვის წყლიდან მარილის ეფექტურად მოსაშორებლად.

ჟურნალ Nature Nanotechnology-ში გამოქვეყნებულ კვლევაში, მეცნიერები ამტკიცებდნენ, რომ მისი გამოყენება შეიძლებოდა გამწმენდი მემბრანების შესაქმნელად. გრაფენის ოქსიდიძნელად საპოვნელი და ძვირადღირებული სუფთა გრაფენის ნაცვლად. ერთი ფენის გრაფენი უნდა გაიბურღოს პატარა ხვრელებში, რომ გამტარი გახდეს. თუ ხვრელის ზომა 1 ნმ-ზე მეტია, მარილები თავისუფლად გაივლიან ხვრელს, ამიტომ გასაბურღი ხვრელები უფრო მცირე უნდა იყოს. ამავდროულად, კვლევებმა აჩვენა, რომ გრაფენის ოქსიდის გარსები წყალში ჩაძირვისას ზრდის სისქესა და ფორიანობას. ექიმთა გუნდი. ნაირმა აჩვენა, რომ მემბრანის გრაფენის ოქსიდით დაფარვა ეპოქსიდური ფისის დამატებითი ფენით გაზრდის ბარიერის ეფექტურობას. წყლის მოლეკულებს შეუძლიათ მემბრანაში გავლა, მაგრამ ნატრიუმის ქლორიდს არ შეუძლია.

საუდის არაბეთის მკვლევართა ჯგუფმა შეიმუშავა მოწყობილობა, რომელიც მათი აზრით, ეფექტურად გარდაქმნის ელექტროსადგურს წყლის „მომხმარებლიდან“ „მტკნარი წყლის მწარმოებლად“. მეცნიერებმა გამოაქვეყნეს ნაშრომი, რომელიც აღწერდა ამას Nature-ში რამდენიმე წლის წინ. ახალი მზის ტექნოლოგიარომელსაც შეუძლია წყლის დემარილირება და ერთდროულად წარმოქმნა ელექტროენერგიის.

ჩაშენებულ პროტოტიპში მეცნიერებმა უკანა მხარეს წყლის გამაცხელებელი დაამონტაჟეს. მზის ბატარეა. მზის შუქზე უჯრედი გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას და გამოყოფს სითბოს. იმის ნაცვლად, რომ ეს სითბო ატმოსფეროში დაკარგოს, მოწყობილობა ამ ენერგიას მიმართავს ქარხანაში, რომელიც იყენებს სითბოს, როგორც ენერგიის წყაროს გაუვალობის პროცესისთვის.

მკვლევარებმა დისტილატორში შეიტანეს მარილიანი წყალი და წყალი, რომელიც შეიცავს მძიმე მეტალების მინარევებს, როგორიცაა ტყვია, სპილენძი და მაგნიუმი. მოწყობილობა წყალს ორთქლად აქცევდა, რომელიც შემდეგ გადიოდა პლასტმასის მემბრანაში, რომელიც ფილტრავდა მარილს და ნამსხვრევებს. ამ პროცესის შედეგია სუფთა სასმელი წყალი, რომელიც აკმაყოფილებს მსოფლიო ჯანდაცვის ორგანიზაციის უსაფრთხოების სტანდარტებს. მეცნიერებმა განაცხადეს, რომ პროტოტიპს, დაახლოებით მეტრი სიგანის, შეუძლია საათში 1,7 ლიტრი სუფთა წყლის გამომუშავება. ასეთი მოწყობილობის იდეალური ადგილია მშრალ ან ნახევრად მშრალ კლიმატში, წყლის წყაროსთან ახლოს.

გუიხუა იუ, ტეხასის ოსტინის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერმა და მისმა თანაგუნდელებმა შესთავაზეს 2019 წელს ეფექტურად ფილტრავს ზღვის წყლის ჰიდროგელებს, პოლიმერული ნარევებირომლებიც ქმნიან ფოროვან, წყლის შთამნთქმელ სტრუქტურას. იუმ და კოლეგებმა შექმნეს გელის ღრუბელი ორი პოლიმერისგან: ერთი არის წყლის შემკვრელი პოლიმერი, რომელსაც ეწოდება პოლივინილის სპირტი (PVA) და მეორე არის მსუბუქი შთამნთქმელი, რომელსაც ეწოდება პოლიპიროლი (PPy). მათ შეურიეს მესამე პოლიმერი, სახელად ქიტოზანი, რომელსაც ასევე აქვს ძლიერი მიზიდულობა წყლის მიმართ. მეცნიერებმა განაცხადეს Science Advances-ში, რომ მათ მიაღწიეს სუფთა წყლის გამომუშავებას 3,6 ლიტრი საათში უჯრედის ზედაპირის კვადრატულ მეტრზე, რაც ყველაზე მაღალია ოდესმე დაფიქსირებული და დაახლოებით თორმეტჯერ უკეთესი, ვიდრე დღეს წარმოებული კომერციულ ვერსიებში.

მეცნიერთა ენთუზიაზმის მიუხედავად, არ არის მოსმენილი, რომ ახალი მასალების გამოყენებით გაუვალობის ახალი ულტრა ეფექტური და ეკონომიური მეთოდები უფრო ფართო კომერციულ გამოყენებას ჰპოვებს. სანამ ეს არ მოხდება, ფრთხილად იყავით.