Bærbar afsaltning

Sikkert drikkevand er normalt en mangelvare i kølvandet på naturkatastrofer som jordskælvet i Haiti eller orkanen Katrina. I katastrofezoner nær havet virker det at konvertere salt havvand til drikkevand til drikkevand som en no-brainer, men dette kræver normalt store afsaltningsanlæg og masser af pålidelig elektrisk strøm – ingen af ​​dem var tilgængelig i Haiti eller New Orleans.

vandveje : En enkelt enhed af den nye afsaltningsanordning, fremstillet på et lag silikone.

Nu er forskere ved MIT og i Korea ved at udvikle en teknologi, der kan bruges i små, bærbare afsaltningsenheder drevet af solceller eller batterier i stedet for dieselgeneratorer. Sådanne enheder, som ville fjerne vira, bakterier og andre forurenende stoffer samt salt, kunne producere nok ferskvand til en familie eller en lille landsby. At transportere dem til steder, hvor der er behov for vand, ville være mere effektivt end at prøve at transportere vand, især hvis vejene ikke er farbare. Selvom udstyret er designet til nødsituationer, kan de også bruges i fjerntliggende kystområder i udviklingslande.

Denne historie var en del af vores juli 2010-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Den nye teknik udnytter et fænomen kaldet ionkoncentrationspolarisering til at adskille salte og mikrober fra vandet. En strøm af saltvand strømmer hen over en enhed på størrelse med en mikrochip i en mikrokanal, der deler sig i to grene. Ved spaltningen er kanalen forbundet med en nanokanal dækket med en ion-selektiv membran lavet af Nafion, en syntetisk polymer. Når en strøm føres gennem membranen, skabes der en elektrostatisk barriere, der frastøder ladede partikler såsom salt, vira og mikrober, skubber dem ind i den ene gren af ​​den vandførende kanal og tillader frisk drikkevand at strømme gennem den anden. Fordi intet vand passerer gennem membranen, tilstopper partiklerne den ikke - et problem, der kan plage afsaltningsteknologier baseret på omvendt osmose.

Processen fungerer i mikroskopisk skala, så hver enhed behandler kun små mængder vand. Men et array med 1.600 enheder, fremstillet på en wafer omkring 20 centimeter i diameter, kunne rense omkring 18 liter i timen. Hele arrayet kunne passe ind i en beholder på størrelse med en kaffeurne. I modsætning til omvendt osmose-systemer, som kræver pumper til at skubbe vand gennem en membran, ville det blive drevet af tyngdekraften. Saltvand ville blive hældt i toppen af ​​beholderen, og ferskvand og koncentreret saltlage ville strømme fra to studse i bunden.

Den nye tilgang er beskrevet i et papir i Natur nanoteknologi af postdoc Sung Jae Kim og lektor Jongyoon Han, begge i Institut for Elektroteknik og Datalogi, og kolleger i Korea.

I en test med en enkelt-enhedscelle, ved brug af havvand tilsat forurenende stoffer, fjernede enheden mere end 99 procent af saltet og andre forurenende stoffer. Forskerne planlægger at producere et array på 100 enheder for at demonstrere skalerbarheden af ​​processen.

skjule