Научници са престижног америчког универзитета Масачесуетски институт за технологију (МIТ) конструисали су малени уређај величине актовке, а тежине десетак килограма, који морску воду претвара у пијаћу једноставним притиском на дугме.
Kако тумаче аутори, овој справи треба мање енергије него за пуњење мобилног телефона, а може се покретати батеријама или малим, преносним соларним панелима, који се на интернету могу купити за око 50 америчких долара. Уређај производи пијаћу воду што надилази стандарде квалитета које је прописала Светска здравствена организација (WHО), према којима мора садржати мање од 0,5 грама соли у литру. Kонцентрације соли у морској и сланој води крећу се од 2,5 до 45 грама по литру. Он одстрањује и друге круте састојке, попут честица муља, бактерија, вируса и метала са око 30 NTU (јединица замућења воде) на мање од 1 NTU. На тај начин се добија ристално чиста вода, чак из морске воде која је таласима замућена.
Практичан за бројне сврхе
Технологија је упакована у направу димензија 42 × 33,5 × 19 центиметара, која је једноставна за коришћење и покреће се притиском на једну дирку. За разлику од других преносних јединица за десалинизацију које захтевају да вода под високим притиском пролази кроз филтере, ова користи електричну енергију за уклањање честица из воде, што значи да не изискује замену филтера и стално одржавање.
Наведене предности требало би да омогуће да се користи у удаљеним подручјима са ограниченим ресурсима воде, као што су заједнице на малим острвима или бродовима. Такође се може употебити за помоћ избеглицама од природних катастрофа или војницима који изводе дуготрајне војне операције. Према подацима WHO, око 785 милиона људи на свету кубури с приступом пијаћој води, а с климатским променама ће их, вероатно, бити више.
Истраживачки тим је, исто тако, осмислио апликацију за паметне телефоне, која може бежично контролисати уређај и у стварном времену представљати податке о потрошњи енергије и салинитету воде.
Мала потрошња енергије
MIT-јев прототип производи пијаћу воду брзином од 0,3 литрa на сат и троши само 20 Wh по литру. Ако се прикључи на соларни панел, десалинизација је практично бесплатна. Kако справа ради? Kомерцијално доступнр преносне направе за десалинизацију обично користе пумпе с високим притиском за потискивање воде кроз филтере, које је врло тешко умањивати без угрожавања енергетске делотворности.
Према научном раду објављеном у часопису Environmental Science&Technology, речени амерички уређај уместо тога користи технику названу поларизација концентрације јона (ICP), коју је тим из Масачусетског института за технологију осмислио пре више од 10 година. Наместо да филтрира воду, процес ICP ствара електрично поље изнад и испод канала кроз који протиче где су постављене посебне мембране катјонске измене. Мембрана катјонске измене је селективна баријера која одваја одељак аноде с позитивним набојем и катоде с негативним набојем.
Улога мембране је да буде селективно пропусна за позитивно наелектрисане катјоне, који се крећу од позитивно наелектрисане аноде до негативно набијене катоде. Молекули соли NaCl у води се разлажу на негативно наелектрисане јоне, односно анјоне хлора Cl – и позитивно наелектрисане јоне, односно катјоне натријума Na+, па их мембране катјонске измене усмеравају према каналу за испуст. На тај начин у електричном пољу се помоћу мембрана катјонске измене честице с набојем, бактерије и друге чврсте честице се у електричном пољу поларизују и усмеравају и концентришу у засебан ток воде (плави слој доле) који се на крају испушта, док чиста вода тече главним током (прозиран слој) и прикупља се у складиште.
Но, речени научници су уочили да ICP не успева потпуно уклонити све соли које пролазе средином канала између мембрана. Да би се решили преосталих соли, у справу су укључили други процес десалинизације воде – електродијализу. Зато је употрибљено машинско учење за проналажење оптималне комбинације ICP-ја и електродијализе. Резултати су показали да је то двостепени ICP процес, с водом која тече кроз шест модула у првом и кроз три у другом, након чега следи процес електродијализе. Ова комбинација смањила је потрошњу енергије и истовремено осигурала самопрочишћавање уређаја.
„Ако неке наелектрисане честице могу остати заробљене на мембрани за јонску измену, ми само преокренемо поларитет електричног поља и оне се могу лако уклонити”, рекао је Хангђо Јун, први аутор истраживања. Усавршавање уређаја је у току јер истраживачи желе да унапреде технологију да буде енергетски делотворнија и једноставнија за коришћење.
(Индекс)
