令人震惊的新方法得到盐

作为清洁的可用性,饮用水变得日益紧迫的问题在世界许多地区,研究人员正在寻找新的方法来治疗咸,咸水或受污染的水使其可用。现在麻省理工学院的团队提出了一个创新的方法,不像大多数传统的海水淡化系统,没有单独的离子或水分子与过滤器,它可以成为堵塞,或沸腾,消耗了大量的能量。

相反,该系统使用了一个电驱动的冲击波在一连串的流水,它把盐水的一侧流和淡水,允许容易分离的两个流。的一篇论文中描述的新方法是化学工程和数学教授马丁•Bazant斯文Schlumpberger研究生,本科生南希,和前博士后马修发现。

这种方法是“一个全新不同的分离系统,“Bazant说。,与大多数其他海水淡化方法或水净化,他补充说,这一个执行一个离子和粒子的“membraneless分离”。

膜在传统海水淡化系统,比如那些使用反渗透、电渗析、“选择性障碍,”Bazant解释说:他们允许水分子通过,但阻止更大的钠和氯原子的盐。相比传统的电渗析,“这个过程类似,但它是完全不同的,”他说。

在新的过程,称为休克电渗析,水流通过多孔材料——这种情况下,玻璃做的微小粒子,称为熔块——膜或电极夹层的多孔材料。当电流流经系统时,盐浓度的盐水分为地区耗尽或充实。电流增加到一定程度时,它生成这两个区域之间的冲击波,急剧分裂流,让新鲜的和咸的区域是由一个简单的物理屏障的中心流。

“这产生一个很强的梯度,Bazant说。

即使系统可以使用膜两侧的多孔材料,Bazant解释说,水在膜流,而不是通过他们。这意味着他们不容易受到污染,过滤材料的积累——或退化由于水压力,与传统海水淡化膜基发生,包括传统的电渗析。“盐没有通过,“Bazant说。粒子带电盐或离子”,只是搬到一边,”他说。

底层现象产生的冲击波的盐浓度在几年前被发现的胡安·斯坦福大学圣地亚哥。但发现,其中涉及实验与小微流控设备,没有流水,不习惯把盐从水中,Bazant说,他在斯坦福大学目前正在休假。

相比之下,新系统是一个连续的过程,利用水流通过廉价的多孔介质,应该相对容易扩大海水淡化和水净化。“这里的突破是工程实际系统,“Bazant说。

一个可能的应用程序会在清洗水力压裂产生的大量废水,或水力压裂。这个被污染的水往往是咸,有时与微量的有毒离子,所以找到一个实际的和廉价的方式清洗,这将是非常可取的。这个系统不仅消除了盐,还有各种各样的其他污染物,由于电流通过,它也可以消毒。“电场是相当高的,所以我们可以杀死细菌,”Schlumpberger说。

研究了实验室演示动作和过程的理论分析,解释了为什么流程工作,Bazant说。下一步是设计一个线性系统,经过实际测试。

至少最初,这个过程不会竞争,如大规模的反渗透海水淡化的方法。但它能找到的其他用途的清理被污染的水,Schlumpberger说。

不像其他海水淡化方法,他补充说,这一个几乎不需要基础设施,所以它可能是有用的便携式系统用于偏远地区,或应急供水由风暴或地震破坏。

Maarten Biesheuvel,荷兰水技术研究所的首席科学家他并没有参与这项研究,说很高的工作”是海水淡化领域的意义。它打开了一系列的新的可能性为海水淡化、海水和苦咸水资源,如地下水。”

Biesheuvel补充道,这个团队”展示了一个全新的设计,在一个和相同的离子通道不同地区之间的分离。…我认为这一发现将会成为一个大学术领域的“打击”。…这将是有趣的,看看这个技术的升级,从一个细胞到一堆成千上万的细胞,可以实现没有过度的问题。”