Po shkripëzimi efikas i ujit të detit? Shumë ujë me një çmim të ulët
Qasja në ujë të pijshëm të pastër dhe të sigurt është një nevojë që për fat të keq nuk plotësohet në shumë pjesë të botës. Shkripëzimi i ujit të detit do të ishte një ndihmë e madhe në shumë pjesë të botës, nëse, sigurisht, do të ishin të disponueshme metoda që do të ishin mjaft efikase dhe brenda ekonomisë së arsyeshme.
Shpresa e re për zhvillimin e kosto-efektive mënyra për të marrë ujë të freskët duke hequr kripën e detit u shfaq vitin e kaluar kur studiuesit raportuan rezultatet e studimeve duke përdorur materiale të tipit skelet organometrik (MOF) për filtrimin e ujit të detit. Metoda e re, e zhvilluar nga një ekip në Universitetin Monash të Australisë, kërkon shumë më pak energji se metodat e tjera, thanë studiuesit.
MOF skelete organometalike janë materiale shumë poroze me sipërfaqe të madhe. Sipërfaqet e mëdha të punës të mbështjellë në vëllime të vogla janë të shkëlqyera për filtrim, d.m.th. kapja e grimcave dhe grimcave në lëng (1). Lloji i ri i MOF quhet PSP-MIL-53 përdoret për të bllokuar kripën dhe ndotësit në ujin e detit. I vendosur në ujë, ai ruan në mënyrë selektive jonet dhe papastërtitë në sipërfaqen e tij. Brenda 30 minutave, MOF ishte në gjendje të reduktonte totalin e lëndëve të ngurta të tretura (TDS) të ujit nga 2,233 ppm (ppm) në nën 500 ppm. Kjo është qartësisht nën pragun e 600 ppm të rekomanduar nga Organizata Botërore e Shëndetësisë për ujë të pijshëm të sigurt.
1. Vizualizimi i funksionimit të një membrane organometrike gjatë shkripëzimit të ujit të detit.
Duke përdorur këtë teknikë, studiuesit ishin në gjendje të prodhonin deri në 139,5 litra ujë të freskët për kilogram material MOF në ditë. Pasi rrjeti MOF "mbushet" me grimca, ai mund të pastrohet shpejt dhe lehtë për ripërdorim. Për ta bërë këtë, ajo vendoset në rrezet e diellit, e cila çliron kripërat e bllokuara në vetëm katër minuta.
“Proceset e shkripëzimit me avullim termik janë energji intensive, ndërsa teknologjitë e tjera si p.sh osmozë e kundërt (2), ato kanë shumë të meta, duke përfshirë konsumin e lartë të energjisë dhe kimikateve për pastrimin dhe deklorimin e membranave,” shpjegon Huanting Wang, udhëheqës i ekipit kërkimor në Monash. “Rrezet e diellit janë burimi më i bollshëm dhe i rinovueshëm i energjisë në Tokë. Procesi ynë i ri i shkripëzimit me bazë adsorbent dhe përdorimi i dritës së diellit për rigjenerim ofrojnë një zgjidhje shkripëzimi që kursen energji dhe miqësore me mjedisin.”
2. Sistemi i shkripëzimit me osmozë të ujit të detit në Arabinë Saudite.
Nga grafeni tek kimia e zgjuar
Vitet e fundit, shumë ide të reja janë shfaqur për shkripëzimi me efikasitet energjetik të ujit të detit. “Tekniku i Ri” monitoron nga afër zhvillimin e këtyre teknikave.
Ne kemi shkruar ndër të tjera për idenë e amerikanëve në Universitetin e Austin dhe gjermanëve në Universitetin e Marburgut, që për të përdorur një çip të vogël nga një material nëpër të cilin rrjedh një rrymë elektrike me tension të papërfillshëm (0,3 volt). Në ujin e kripur që rrjedh brenda kanalit të pajisjes, jonet e klorit neutralizohen pjesërisht dhe formohen fushe elektrikesi në qelizat kimike. Efekti është se kripa rrjedh në një drejtim dhe uji i ëmbël në tjetrin. Izolimi ndodh ujë të ëmbël.
Shkencëtarët britanikë nga Universiteti i Mançesterit, të udhëhequr nga Rahul Nairi, krijuan një sitë me bazë grafeni në vitin 2017 për të hequr në mënyrë efektive kripën nga uji i detit.
Në një studim të botuar në revistën Nature Nanotechnology, shkencëtarët argumentuan se mund të përdoret për të krijuar membrana shkripëzimi. oksid grafeni, në vend të grafenit të pastër të vështirë për t'u gjetur dhe të shtrenjtë. Grafeni me një shtresë duhet të shpohet në vrima të vogla për ta bërë atë të depërtueshëm. Nëse madhësia e vrimës është më e madhe se 1 nm, kripërat do të kalojnë lirshëm përmes vrimës, kështu që vrimat që do të hapen duhet të jenë më të vogla. Në të njëjtën kohë, studimet kanë treguar se membranat e oksidit të grafenit rrisin trashësinë dhe porozitetin kur zhyten në ujë. Ekipi i mjekëve. Nairi tregoi se veshja e membranës me oksid grafeni me një shtresë shtesë të rrëshirës epoksi rriti efektivitetin e pengesës. Molekulat e ujit mund të kalojnë nëpër membranë, por kloruri i natriumit nuk mundet.
Një grup studiuesish nga Arabia Saudite kanë zhvilluar një pajisje që ata besojnë se do të transformojë në mënyrë efektive një termocentral nga një "konsumator" i ujit në një "prodhues të ujit të freskët". Shkencëtarët publikuan një punim që e përshkruan këtë në Nature disa vite më parë. teknologji e re dielloretë cilat mund të shkripëzimin e ujit dhe të prodhojnë në të njëjtën kohë elektricitet.
Në prototipin e ndërtuar, shkencëtarët instaluan një prodhues uji në pjesën e pasme. bateri diellore. Në rrezet e diellit, qeliza gjeneron energji elektrike dhe lëshon nxehtësi. Në vend që të humbasë këtë nxehtësi në atmosferë, pajisja e drejton këtë energji në një fabrikë që përdor nxehtësinë si një burim energjie për procesin e shkripëzimit.
Studiuesit futën në distilues ujë të kripur dhe ujë që përmban papastërti të metaleve të rënda si plumb, bakër dhe magnez. Pajisja e ktheu ujin në avull, i cili më pas kalonte përmes një membrane plastike që filtronte kripën dhe mbeturinat. Rezultati i këtij procesi është uji i pastër i pijshëm që plotëson standardet e sigurisë të Organizatës Botërore të Shëndetësisë. Shkencëtarët thanë se prototipi, rreth një metër i gjerë, mund të prodhonte 1,7 litra ujë të pastër në orë. Vendi ideal për një pajisje të tillë është në një klimë të thatë ose gjysmë të thatë, pranë një burimi uji.
Guihua Yu, një shkencëtar materialesh në Universitetin Shtetëror Austin, Teksas, dhe shokët e tij të skuadrës propozuan në 2019 duke filtruar në mënyrë efektive hidrogelet e ujit të detit, përzierjet e polimerevetë cilat krijojnë një strukturë poroze, që thith ujin. Yu dhe kolegët e tij krijuan një sfungjer xhel nga dy polimere: njëri është një polimer që lidh ujin i quajtur alkool polivinil (PVA) dhe tjetri është një absorbues i lehtë i quajtur polipirol (PPy). Ata përzien një polimer të tretë të quajtur chitosan, i cili gjithashtu ka një tërheqje të fortë ndaj ujit. Shkencëtarët raportuan në Science Advances se ata kanë arritur prodhimin e ujit të pastër prej 3,6 litra në orë për metër katror të sipërfaqes së qelizës, që është më i larti i regjistruar ndonjëherë dhe rreth dymbëdhjetë herë më i mirë se ai që prodhohet sot në versionet komerciale.
Me gjithë entuziazmin e shkencëtarëve, nuk dëgjohet që metodat e reja ultra-efikase dhe ekonomike të shkripëzimit duke përdorur materiale të reja të gjejnë aplikim më të gjerë tregtar. Derisa të ndodhë kjo, kini kujdes.
