Предложен экономичный метод опреснения воды — Naked Science
04.01.2018
6 минут
Редакция
2

Предложен экономичный метод опреснения воды

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

desalination1

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.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Позавчера, 19:17
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

Позавчера, 10:27
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

Позавчера, 19:17
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

ulogin_vkontakte_159486553
09:16
-
0
+
Американские учёные хуже чукчей. В морской воде много тяжёлой и сверхтяжёлой воды. Она не удаляется и угнетает жизнедеятельность организма.
ulogin_facebook_1094810243908151
09:16
-
0
+
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: