ເຮັດແນວໃດກ່ຽວກັບການ desalination seawater ປະສິດທິພາບ? ນ້ໍາຫຼາຍໃນລາຄາຕໍ່າ

ການເຂົ້າເຖິງນ້ຳດື່ມທີ່ສະອາດ, ປອດໄພແມ່ນຄວາມຕ້ອງການທີ່ໜ້າເສຍດາຍທີ່ບັນລຸໄດ້ໃນຫຼາຍພາກສ່ວນຂອງໂລກ. ການລະບາຍນໍ້າທະເລຈະເປັນການຊ່ວຍເຫຼືອອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນຫຼາຍພາກສ່ວນຂອງໂລກ, ຖ້າຫາກວ່າ, ແນ່ນອນ, ມີວິທີການທີ່ມີປະສິດຕິພາບພຽງພໍ ແລະຢູ່ໃນເສດຖະກິດທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ.

ຄວາມຫວັງໃຫມ່ສໍາລັບການພັດທະນາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ມີປະສິດທິພາບ ວິທີການທີ່ຈະໄດ້ຮັບນ້ໍາຈືດໂດຍການກໍາຈັດເກືອທະເລ ປະກົດວ່າໃນປີກາຍນີ້ໃນເວລາທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ລາຍງານຜົນຂອງການສຶກສາໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸປະເພດ ໂຄງກະດູກອະວະກາດ (MOF) ສໍາລັບການກັ່ນຕອງນ້ໍາທະເລ. ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວວ່າວິທີການໃຫມ່, ພັດທະນາໂດຍທີມງານຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Monash ຂອງອົດສະຕາລີ, ຕ້ອງການພະລັງງານຫນ້ອຍກວ່າວິທີການອື່ນໆ, ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວວ່າ.

MOF ໂຄງກະດູກອະວະກາດ ແມ່ນວັດສະດຸທີ່ມີ porous ສູງທີ່ມີພື້ນທີ່ຫນ້າດິນຂະຫນາດໃຫຍ່. ພື້ນທີ່ເຮັດວຽກຂະຫນາດໃຫຍ່ມ້ວນເຂົ້າໄປໃນປະລິມານຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນດີເລີດສໍາລັບການຕອງ, i.e. ການຈັບອະນຸພາກ ແລະ ອະນຸພາກໃນຂອງແຫຼວ (1). ປະເພດໃຫມ່ຂອງ MOF ຖືກເອີ້ນວ່າ PSP-MIL-53 ໃຊ້ເພື່ອດັກເກືອ ແລະ ມົນລະພິດໃນນ້ໍາທະເລ. ວາງໄວ້ໃນນ້ໍາ, ມັນເລືອກຮັກສາ ions ແລະ impurities ເທິງຫນ້າດິນຂອງມັນ. ພາຍໃນ 30 ນາທີ, MOF ສາມາດຫຼຸດທາດລະລາຍທັງໝົດ (TDS) ຂອງນໍ້າຈາກ 2,233 ppm (ppm) ລົງເຫຼືອຕໍ່າກວ່າ 500 ppm. ນີ້ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນວ່າຕ່ໍາກວ່າເກນ 600 ppm ແນະນໍາໂດຍອົງການອະນາໄມໂລກສໍາລັບນ້ໍາດື່ມທີ່ປອດໄພ.

1. ການເບິ່ງເຫັນການເຮັດວຽກຂອງເຍື່ອອະວະກາດໃນລະຫວ່າງການລະບາຍນ້ຳທະເລ.

ການນໍາໃຊ້ເຕັກນິກນີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າສາມາດຜະລິດນ້ໍາຈືດໄດ້ເຖິງ 139,5 ລິດຕໍ່ກິໂລວັດສະດຸ MOF ຕໍ່ມື້. ເມື່ອເຄືອຂ່າຍ MOF ຖືກ "ເຕີມລົງໄປ" ດ້ວຍອະນຸພາກ, ມັນສາມາດຖືກອະນາໄມຢ່າງໄວວາແລະງ່າຍດາຍເພື່ອນໍາໃຊ້ຄືນໃຫມ່. ເພື່ອເຮັດສິ່ງນີ້, ມັນໄດ້ຖືກຈັດໃສ່ໃນແສງແດດ, ເຊິ່ງປ່ອຍເກືອທີ່ຕິດຢູ່ພາຍໃນສີ່ນາທີ.

"ຂະບວນການ desalination evaporative ຄວາມຮ້ອນແມ່ນພະລັງງານຫຼາຍ, ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຊີອື່ນໆເຊັ່ນ: osmosis ປີ້ນກັບກັນ (2), ພວກເຂົາມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຫຼາຍຢ່າງ, ລວມທັງການບໍລິໂພກພະລັງງານແລະສານເຄມີສູງສໍາລັບການທໍາຄວາມສະອາດເຍື່ອແລະ dechlorination, "Huanting Wang, ຫົວຫນ້າທີມຄົ້ນຄ້ວາຂອງ Monash ອະທິບາຍ. “ແສງຕາເວັນແມ່ນແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ອຸດົມສົມບູນ ແລະສາມາດທົດແທນຄືນໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນໂລກ. ຂະບວນການ desalination ທີ່ອີງໃສ່ adsorbent ຂອງພວກເຮົາແລະການນໍາໃຊ້ແສງຕາເວັນສໍາລັບການເກີດໃຫມ່ສະຫນອງການແກ້ໄຂການ desalination ປະຫຍັດພະລັງງານແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ."

2. ລະບົບການລະບາຍນ້ໍາທະເລ Osmosis ໃນ Saudi Arabia.

ຈາກ graphene ກັບເຄມີ smart

ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ແນວຄວາມຄິດໃຫມ່ຈໍານວນຫຼາຍໄດ້ເກີດຂື້ນ ພະລັງງານປະສິດທິພາບ desalination seawater. "ນັກວິຊາການຫນຸ່ມ" ຕິດຕາມການພັດທະນາຂອງເຕັກນິກເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງໃກ້ຊິດ.

ພວກເຮົາຂຽນ, ໃນບັນດາສິ່ງອື່ນໆ, ກ່ຽວກັບແນວຄວາມຄິດຂອງຊາວອາເມລິກາທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Austin ແລະຊາວເຢຍລະມັນຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Marburg, ເຊິ່ງ. ການນໍາໃຊ້ຊິບຂະຫນາດນ້ອຍ ຈາກອຸປະກອນທີ່ກະແສໄຟຟ້າຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ (0,3 volts) ໄຫຼ. ໃນນ້ໍາເກືອທີ່ໄຫຼເຂົ້າໄປໃນຊ່ອງທາງຂອງອຸປະກອນ, chlorine ions ໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ເປັນກາງບາງສ່ວນແລະສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າເຊັ່ນດຽວກັນກັບຈຸລັງເຄມີ. ຜົນກະທົບແມ່ນວ່າເກືອໄຫລໄປໃນທິດທາງຫນຶ່ງແລະນ້ໍາຈືດໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ. ການໂດດດ່ຽວເກີດຂຶ້ນ ນ້ໍາຈືດ.

ນັກວິທະຍາສາດອັງກິດຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Manchester, ນໍາໂດຍ Rahul Nairi, ໄດ້ສ້າງ sieve ທີ່ອີງໃສ່ graphene ໃນປີ 2017 ເພື່ອເອົາເກືອອອກຈາກນ້ໍາທະເລຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

ໃນການສຶກສາຈັດພີມມາຢູ່ໃນວາລະສານ Nature Nanotechnology, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ໂຕ້ຖຽງວ່າມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງເຍື່ອ desalination. graphene oxide, ແທນທີ່ຈະເປັນ graphene ບໍລິສຸດທີ່ຍາກທີ່ຈະຊອກຫາແລະລາຄາແພງ. graphene ຊັ້ນດຽວຕ້ອງໄດ້ຮັບການເຈາະເຂົ້າໄປໃນຮູຂະຫນາດນ້ອຍເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນ permeable. ຖ້າຂະຫນາດຂຸມໃຫຍ່ກວ່າ 1 nm, ເກືອຈະຜ່ານຂຸມຢ່າງເສລີ, ດັ່ງນັ້ນຂຸມທີ່ຈະເຈາະຕ້ອງນ້ອຍກວ່າ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຍື່ອ graphene oxide ເພີ່ມຄວາມຫນາແລະ porosity ເມື່ອ immersed ໃນນ້ໍາ. ທີມແພດ. Nairi ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເຄືອບເຍື່ອດ້ວຍ graphene oxide ດ້ວຍຊັ້ນເພີ່ມເຕີມຂອງ epoxy resin ເພີ່ມປະສິດທິຜົນຂອງອຸປະສັກ. ໂມເລກຸນນ້ໍາສາມາດຜ່ານເຍື່ອ, ແຕ່ sodium chloride ບໍ່ສາມາດ.

ກຸ່ມນັກຄົ້ນຄວ້າຊາວອາຣັບບີ ຊາອຸດິດ ໄດ້ພັດທະນາອຸປະກອນທີ່ເຂົາເຈົ້າເຊື່ອວ່າຈະຫັນປ່ຽນໂຮງງານໄຟຟ້າຈາກ “ຜູ້ບໍລິໂພກ” ນໍ້າໄປສູ່ “ຜູ້ຜະລິດນໍ້າຈືດ” ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ພິມເອກະສານທີ່ອະທິບາຍເລື່ອງນີ້ຢູ່ໃນທໍາມະຊາດສອງສາມປີກ່ອນ. ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ແສງ​ຕາ​ເວັນ​ໃຫມ່​ຊຶ່ງສາມາດ desalinate ນ້ໍາແລະການຜະລິດໃນເວລາດຽວກັນ ໄຟຟ້າ.

ໃນຕົວແບບທີ່ສ້າງຂຶ້ນ, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ຕິດຕັ້ງເຄື່ອງເຮັດນ້ໍາຢູ່ດ້ານຫລັງ. ແບດເຕີລີ່ແສງຕາເວັນ. ໃນແສງແດດ, ຈຸລັງຜະລິດໄຟຟ້າແລະປ່ອຍຄວາມຮ້ອນ. ແທນທີ່ຈະສູນເສຍຄວາມຮ້ອນນີ້ໄປສູ່ບັນຍາກາດ, ອຸປະກອນຈະນໍາພະລັງງານນີ້ໄປຫາພືດທີ່ໃຊ້ຄວາມຮ້ອນເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານສໍາລັບຂະບວນການ desalination.

ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ແນະນໍານ້ໍາເກືອແລະນ້ໍາທີ່ມີສິ່ງເສດເຫຼືອຂອງໂລຫະຫນັກເຊັ່ນ: ນໍາ, ທອງແດງແລະ magnesium ເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງກັ່ນ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວໄດ້ປ່ຽນນ້ໍາເຂົ້າໄປໃນອາຍ, ເຊິ່ງຜ່ານເຍື່ອພາດສະຕິກທີ່ກັ່ນຕອງເກືອແລະສິ່ງເສດເຫຼືອ. ຜົນຂອງຂະບວນການນີ້ແມ່ນນໍ້າດື່ມບໍລິສຸດທີ່ໄດ້ມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພຂອງອົງການອະນາໄມໂລກ. ນັກວິທະຍາສາດກ່າວວ່າເຄື່ອງຕົ້ນແບບທີ່ມີຄວາມກວ້າງປະມານຫນຶ່ງແມັດ, ສາມາດຜະລິດນ້ໍາສະອາດ 1,7 ລິດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ. ສະຖານທີ່ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອຸປະກອນດັ່ງກ່າວແມ່ນຢູ່ໃນສະພາບອາກາດແຫ້ງແລ້ງຫຼືເຄິ່ງແຫ້ງແລ້ງ, ຢູ່ໃກ້ກັບແຫຼ່ງນ້ໍາ.

Guihua Yu, ນັກວິທະຍາສາດວັດສະດຸຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Austin State, Texas, ແລະເພື່ອນຮ່ວມທີມຂອງລາວໄດ້ສະເຫນີໃນປີ 2019 ການກັ່ນຕອງ hydrogels ນ້ໍາທະເລຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ, ຜະສົມໂພລີເມີທີ່ສ້າງໂຄງສ້າງ porous, ດູດນ້ໍາ. Yu ແລະເພື່ອນຮ່ວມງານຂອງລາວໄດ້ສ້າງ gel sponge ອອກຈາກໂພລີເມີສອງ: ອັນຫນຶ່ງແມ່ນໂພລີເມີທີ່ຜູກມັດນ້ໍາທີ່ເອີ້ນວ່າ polyvinyl alcohol (PVA) ແລະອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນສານດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງທີ່ເອີ້ນວ່າ polypyrrole (PPy). ພວກມັນປະສົມໂພລີເມີເມີທີສາມທີ່ເອີ້ນວ່າ ໄຄໂຕຊານ, ເຊິ່ງຍັງມີການດຶງດູດນໍ້າຢ່າງແຂງແຮງ. ນັກວິທະຍາສາດລາຍງານໃນ Science Advances ວ່າພວກເຂົາໄດ້ບັນລຸການຜະລິດນ້ໍາບໍລິສຸດຂອງ 3,6 ລິດຕໍ່ຊົ່ວໂມງຕໍ່ຕາແມັດຂອງພື້ນຜິວຂອງເຊນ, ເຊິ່ງເປັນລະດັບສູງສຸດທີ່ເຄີຍບັນທຶກໄວ້ແລະດີກ່ວາສິ່ງທີ່ຜະລິດໃນມື້ນີ້ໃນສະບັບການຄ້າປະມານສິບສອງເທົ່າ.

ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມກະຕືລືລົ້ນຂອງນັກວິທະຍາສາດ, ມັນບໍ່ໄດ້ໄດ້ຍິນວ່າວິທີການໃຫມ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະປະຫຍັດຂອງ desalination ໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸໃຫມ່ຈະຊອກຫາການນໍາໃຊ້ທາງການຄ້າທີ່ກວ້າງຂວາງ. ຈົນກ່ວານັ້ນເກີດຂຶ້ນ, ຈົ່ງລະມັດລະວັງ.