Преобразование соленой воды в питьевую воду решило бы множество проблем. Многие бедные регионы имеют прекрасный доступ к океану, но почти не имеют доступа к пресной воде, и создание инфраструктуры для обеспечения этого доступа – нелегкая работа.
Для решения проблемы ученые разработали опреснительные устройства нового класса. Опреснение требует энергии, часто больших площадей поверхности, а отходы (рассол) представляют собой соленую суспензию, которая может нанести ущерб океанским экосистемам.
Теперь исследователи из Департамента электротехники и компьютерных наук, штат Массачусетс, создали опреснительное устройство размером с портфель, способное создавать чистую питьевую воду из соленой или солоноватой воды, преодолевая один из самых больших барьеров, препятствующих опреснению тех, кто в нем больше всего нуждается. Устройство описано в статье, опубликованной в журнале Sustainable Systems.
Портативные опреснительные устройства были бы идеальным решением для обеспечения доступа к пресной воде в чрезвычайно сельских районах или тех, которые пострадали от стихийных бедствий. Однако современные решения основаны на насосах высокого давления, которые не подходят для таких сценариев.
Чтобы создать развертываемое и портативное решение, исследователи обратились к электродиализу, процессу, при котором заряженные мембраны отделяют ионы от воды. Наряду с доказанными результатами, электродиализ за последние годы улучшил энергоэффективность, что делает его более жизнеспособным вариантом для портативного опреснительного устройства.
Однако электродиализ не способен удалить твердые частицы из жидкости, что довольно важно при создании питьевой воды. Чтобы обойти это, исследователи также развернули систему поляризации концентрации ионов (ICP), позволяющую устройству удалять твердые частицы и бактерии из воды.
Благодаря использованию обеих систем морская вода поступала с одной стороны, и продукт представлял собой кристально чистую питьевую воду, которая соответствовала руководящим принципам ВОЗ для питьевой воды.
“Он был успешным даже в своем первом запуске, что было довольно захватывающим и удивительным. Но я думаю, что главной причиной нашего успеха является накопление всех этих небольших достижений, которые мы совершили на этом пути”, — сказал старший автор Джонгюн Хан в своем заявлении.
Когда они упаковали всю систему в коробку размером с портфель, работающую от батарей и управляемую смартфоном, готовый продукт представлял собой опреснительное устройство впечатляющего размера и эффективности.
Кроме того, устройство использует побочный продукт рассола в качестве промывочного раствора для электродов, а отходы производят почти такую же соленость, как и входная вода, что значительно снижает экологическое воздействие устройства.
Еще предстоит решить ряд задач, поскольку общая стоимость производства питьевой воды таким прибором выше, чем у более крупных опреснительных установок, но устройство является впечатляющим вариантом для использования в районах, где крупные установки не могут быть задействованы.
Источник planet-today
