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 часов назад
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

4 часа назад
6 минут
Мария Кривоченко

Это крупнейшее исследование ДНК людей, живущих в Северной и Южной Америке. Оно показывает, откуда в США появились рабы, и раскрывает детали жестокого обращения с ними.

9 часов назад
3 минуты
Сергей Васильев

Новый метод позволил сделать немагнитный пирит ферромагнетиком, подходящим для использования в электронике и солнечных батареях.

9 часов назад
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

Вчера, 11:27
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

29 июля
7 минут
Мария Азарова

По мнению авторов новой работы, вертикальное сельское хозяйство позволит удовлетворить спрос на продукты питания, который значительно возрастет к середине-концу столетия. Благодаря вертикальным установкам можно будет повысить урожайность пшеницы в сотни раз, использовать повторно воду для полива и не зависеть от погоды.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

ulogin_vkontakte_159486553
04.01.2018
-
0
+
Американские учёные хуже чукчей. В морской воде много тяжёлой и сверхтяжёлой воды. Она не удаляется и угнетает жизнедеятельность организма.
ulogin_facebook_1094810243908151
04.01.2018
-
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
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: