Bawo ni nipa mimu omi okun to munadoko? Ọpọlọpọ omi ni owo kekere

Wiwọle si mimọ, omi mimu to ni aabo jẹ iwulo ti o jẹ laanu aibikita ni ọpọlọpọ awọn ẹya ni agbaye. Yiyọ omi okun kuro yoo jẹ iranlọwọ nla ni ọpọlọpọ awọn agbegbe ni agbaye, ti o ba jẹ pe, dajudaju, awọn ọna wa ti o munadoko daradara ati laarin awọn opin eto-ọrọ aje ti o bọgbọnwa.

Ireti tuntun fun idagbasoke iye owo-doko awọn ọna ti gbigba omi titun nipa yiyọ iyọ okun han ni ọdun to kọja nigbati awọn oniwadi royin awọn abajade lati awọn ẹkọ nipa lilo ohun elo boṣewa egungun organometallic (MOF) fun omi okun ase. Ọna tuntun, ti o dagbasoke nipasẹ ẹgbẹ kan ni Ile-ẹkọ giga Monash ti Australia, nilo agbara ti o dinku pupọ ju awọn ọna miiran lọ, awọn oniwadi sọ.

Irin-Organic Skeletons MOFs jẹ awọn ohun elo la kọja pupọ pẹlu agbegbe dada nla kan. Awọn ipele iṣẹ nla ti yiyi sinu awọn iwọn kekere jẹ apẹrẹ fun sisẹ, i.e. awọn patikulu ati awọn patikulu ninu omi (1). Awọn titun Iru MOF ni a npe ni PSP-MIL-53 ti a lo lati pa iyo ati awọn idoti ninu omi okun. Nigbati a ba gbe sinu omi, o yan da duro awọn ions ati awọn impurities lori oju rẹ. Laarin ọgbọn išẹju 30, MOF ni anfani lati dinku lapapọ tituka okele (TDS) ninu omi lati 2,233 awọn ẹya fun milionu (ppm) si isalẹ 500 ppm. Eyi jẹ kedere ni isalẹ ala-ilẹ 600 ppm ti Ajo Agbaye ti Ilera ṣeduro fun omi mimu to ni aabo.

1. Iwoye ti iṣiṣẹ ti awọ-ara organometallic nigba isọ omi okun.

Lilo ilana yii, awọn oluwadi ni anfani lati gbe soke si 139,5 liters ti omi titun fun kilogram ti ohun elo MOF fun ọjọ kan. Ni kete ti nẹtiwọọki MOF ti “kún” pẹlu awọn patikulu, o le ni iyara ati irọrun ti mọtoto fun ilotunlo. Lati ṣe eyi, a gbe sinu imọlẹ oorun, eyiti o tu awọn iyọ idẹkùn silẹ ni iṣẹju mẹrin.

“Awọn ilana isọkuro ti igbona jẹ aladanla agbara, lakoko ti awọn imọ-ẹrọ miiran bii yiyipada osmosis (2), wọn ni ọpọlọpọ awọn aila-nfani, pẹlu agbara giga ati lilo kemikali fun mimọ awo-ara ati dechlorination,” Huanting Wang, oludari ẹgbẹ iwadii ni Monash ṣe alaye. “Imọlẹ oorun jẹ orisun agbara ti o pọ julọ ati isọdọtun lori Earth. Ilana isọkuro tuntun wa, ti o da lori adsorbent ati lilo imole oorun fun isọdọtun, pese fifipamọ agbara ati ojutu iyọkuro ore ayika.”

2. Osmosis seawater desalination eto ni Saudi Arabia.

Lati graphene si kemistri ọlọgbọn

Ni odun to šẹšẹ, ọpọlọpọ awọn titun ero ti emerged fun agbara daradara omi okun desalination. "Olumọ-ẹrọ ọdọ" ni pẹkipẹki tẹle idagbasoke awọn ilana wọnyi.

A kowe, ninu awọn ohun miiran, nipa ero ti awọn Amẹrika lati Ile-ẹkọ giga ti Austin ati awọn ara Jamani lati Ile-ẹkọ giga ti Marburg, eyiti lati lo kekere kan ni ërún ṣe ti awọn ohun elo nipasẹ eyi ti ẹya ina lọwọlọwọ ti aifiyesi foliteji (0,3 volts) óę. Ninu omi iyọ ti nṣàn inu ikanni ẹrọ naa, awọn ions chlorine ti wa ni didoju ati fọọmu aaye inabi ninu awọn sẹẹli kemikali. Ipa naa ni pe iyọ n ṣan ni ọna kan ati omi tutu ni ekeji. Iyasọtọ waye omi titun.

Awọn onimo ijinlẹ sayensi Ilu Gẹẹsi lati Ile-ẹkọ giga ti Ilu Manchester, nipasẹ Rahul Nairi, ṣẹda sieve ti o da lori graphene ni ọdun 2017 lati yọ iyọ kuro ninu omi okun ni imunadoko.

Ninu iwadi ti a tẹjade ninu iwe akọọlẹ Nature Nanotechnology, awọn onimo ijinlẹ sayensi jiyan pe o le ṣee lo lati ṣẹda awọn membran desalination. ohun elo afẹfẹ graphene, dipo ti lile-lati-ri ati ki o gbowolori graphene funfun. Graphene-Layer nikan nilo lati wa ni ti gbẹ iho sinu awọn ihò kekere lati jẹ ki o jẹ ki o le lọ. Ti iwọn iho ba tobi ju 1 nm, awọn iyọ yoo kọja nipasẹ iho larọwọto, nitorinaa awọn iho ti a gbẹ gbọdọ jẹ kere. Ni akoko kanna, awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn membran oxide graphene ṣe alekun sisanra ati porosity nigbati a baptisi sinu omi. Ẹgbẹ dokita. Nairi fihan pe bo awọ ara ilu pẹlu oxide graphene pẹlu afikun Layer ti resini iposii ṣe imunadoko idena naa. Awọn ohun elo omi le kọja nipasẹ awo ilu, ṣugbọn iṣuu soda kiloraidi ko le.

Ẹgbẹ kan ti awọn oniwadi lati Saudi Arabia ti ṣe agbekalẹ ẹrọ kan ti wọn gbagbọ pe yoo ṣe imunadoko ni iyipada ile-iṣẹ agbara lati “olumulo” ti omi sinu “olupese ti omi tuntun.” Awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe atẹjade iwe kan ti n ṣapejuwe eyi ni Iseda ni ọpọlọpọ ọdun sẹyin. titun oorun ọna ẹrọeyi ti o le desalinate omi ati gbejade ni akoko kanna ina.

Ninu apẹrẹ ti wọn kọ, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti fi ẹrọ omi sinu ẹhin. oorun batiri. Nínú ìmọ́lẹ̀ oòrùn, sẹ́ẹ̀lì máa ń mú iná mànàmáná jáde, ó sì máa ń mú ooru jáde. Dipo ki o padanu ooru yii si afẹfẹ, ẹrọ naa ṣe itọsọna agbara yii si ọgbin ti o nlo ooru gẹgẹbi orisun agbara fun ilana isọdi.

Awọn oniwadi ṣe afihan omi iyọ ati omi ti o ni awọn irin ti o wuwo gẹgẹbi asiwaju, bàbà ati iṣuu magnẹsia sinu distiller. Ohun elo naa yi omi pada si nya si, eyiti o kọja nipasẹ awo alawọ kan, ti npa iyọ ati idoti jade. Abajade ilana yii jẹ omi mimu mimọ ti o ni ibamu pẹlu awọn iṣedede ailewu Ajo Agbaye. Awọn onimo ijinlẹ sayensi sọ pe apẹrẹ, eyiti o jẹ iwọn mita kan, le gbe awọn liters 1,7 ti omi mimọ fun wakati kan. Ibi ti o dara julọ fun iru ẹrọ bẹẹ wa ni oju-ọjọ gbigbẹ tabi ologbele-gbẹ, nitosi orisun omi.

Guihua Yu, onimọ-jinlẹ ohun elo ni Ile-ẹkọ giga ti Ipinle Austin, Texas, ati awọn ẹlẹgbẹ rẹ ni ọdun 2019 dabaa fe ni sisẹ omi okun hydrogels, awọn apopọ polimaeyi ti o ṣẹda kan la kọja, omi-gbigba be. Yu ati awọn ẹlẹgbẹ rẹ ṣẹda kanrinkan jeli lati awọn polima meji: ọkan ti o so omi pọ, ti a pe ni ọti-waini polyvinyl (PVA), ati ekeji, imudani iwuwo fẹẹrẹ ti a pe ni polypyrrole (PPy). Wọn dapọ ni polymer kẹta ti a npe ni chitosan, eyiti o tun ni ifamọra to lagbara si omi. Awọn onimo ijinlẹ sayensi royin ninu Awọn ilọsiwaju Imọ-jinlẹ pe wọn ṣaṣeyọri iṣelọpọ omi mimọ ti 3,6 liters fun wakati kan fun mita onigun mẹrin ti dada sẹẹli, ti o ga julọ ti o gbasilẹ ati bii igba mejila dara julọ ju eyiti a ṣejade loni ni awọn ẹya iṣowo.

Pelu itara ti awọn onimo ijinlẹ sayensi, a ko gbọ pe awọn ọna imudara-daradara ati iye owo ti o munadoko nipa lilo awọn ohun elo tuntun yoo rii ohun elo iṣowo gbooro. Titi ti iyẹn yoo fi ṣẹlẹ, ṣọra.