Предложен экономичный метод опреснения воды — Naked Science
5 минут
Редакция
2

Предложен экономичный метод опреснения воды

Конструктивные улучшения системы емкостной деионизации позволили вдвое уменьшить необходимое для работы опреснителя напряжение.

desalination1
©Wikipedia

Исследователи из Университета Пенсильвании разработали новую методику опреснения воды, которая не требует больших затрат электроэнергии и потенциально способна разрешить проблему нехватки питьевой воды в засушливых регионах планеты.

 

Методика основывается на известной технологии емкостной деионизации. В ней воду опресняют, электрохимически отделяя ионы солей; к двум сторонам элемента с проточным электролитом (солевым раствором, который предстоит очистить) подводят электроды, которые улавливают ионы из раствора соли, когда цепь замыкается и в ней возникает электрический ток. Периодически меняя направление тока в цепи, можно постепенно избавиться от большинства солей в растворе и сделать воду пригодной для питья.

 

Емкостная деионизация не требует дорогих осмотических мембран, а количество электроэнергии, затрачиваемое на опреснение, относительно мало, поэтому этот метод постепенно становится популярнее других методик опреснения. К недостаткам этого способа относится медленное удаление соли из раствора при рекомендуемом вольтаже (1,2 вольт). Увеличение напряжения ускоряет адсорбцию солей, но одновременно приводит к нежелательным реакциям в растворе и необратимой коррозии электрода.

 

 

В методике, предлагаемой инженерами из Университета Пенсильвании, элемент с проточным электролитом состоит из двух частей – каналов, разделенных мембраной и подсоединенных каждый к одному из двух одинаковых электродов из гексацианоферрата (II) меди (II). Мембрана пропускает только анионы (при электролизе раствора соли – только ионы хлора), поэтому ионы Cl- из обоих каналов оседают на аноде, а катионы натрия переходят на катод только из одного канала. В результате вода, протекающая по каналу, расположенному возле катода, опресняется, а концентрация солей в потоке возле анода, наоборот, растет по сравнению с исходной.

 

Такая система позволила снизить необходимое для эффективной адсорбции напряжение до 0,6 вольт; это вдвое ниже обычного напряжения в установках для емкостной деионизации и позволяет избавиться от нежелательных побочных реакций и сэкономить электроэнергию при удовлетворительной скорости очистки воды.

 

К другим достоинствам своей экспериментальной опреснительной установки авторы работы, опубликованной в Environmental Science & Technology Letters, относят удобство в обращении. Однако систему еще предстоит доработать, сделав ее пригодной для опреснения насыщенных солевых растворов, таких как морская вода; пока система справляется только с умеренно соленой технической водой.

 

Пресной воды на планете меньше, чем соленой (3% и 97% соответственно), большая часть пресной воды недоступна, потому что заключена в ледниках Арктики и Антарктики. По данным ООН, около 783 миллионов жителей планеты не имеют доступа к чистой воде; эта проблема решается отчасти за счет очистки сточных вод и опреснения морской воды и грунтовых вод.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
9 апреля
6 минут
Василий Парфенов

Сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета создали новый тип полимерных аккумуляторных ячеек. Батареи на ее основе заряжаются на порядок быстрее современных литиевых, устойчивы к холоду и содержат минимальное количество опасных для окружающей среды веществ. В то же время в таком аккумуляторе нет ничего, что могло бы загореться или взорваться при нарушении условий эксплуатации.

9 апреля
2 минуты
Илья Ведмеденко

Компания Leidos поставила Военно-морским силам США автономный корабль Seahawk — «побратима» знаменитого Sea Hunter.

9 апреля
5 минут
Ольга Иванова

Международная группа ученых, в которую вошли исследователи из России, показала, что одомашненные овцы и козы появились в Центральной Азии намного раньше, чем считалось. Это может изменить видение истории региона в древности.

Вчера, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

9 апреля
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

-
0
+
Американские учёные хуже чукчей. В морской воде много тяжёлой и сверхтяжёлой воды. Она не удаляется и угнетает жизнедеятельность организма.
Странное научное открытие американских учёных. Есть компания, которая лет 30 (и более) делает такие установки для Севера и Сибири. ООО «ТюменНИИгипрогаз» называется. Очень хорошо очищают воду. Но установка очень дорогая и в общем то энергозатратная, при очистке воды из северных рек.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: