Una fuente grande y creciente de agua dulce en regiones secas puede producir desechos menos dañinos mediante el uso de electricidad y nuevas membranas hechas en la Universidad de Michigan.
Las membranas pueden ayudar a minimizar o eliminar las plantas saladas producidas como un producto lateral para convertir el agua de mar en agua potable. Hoy. Pero Saline Water necesita un tiempo de vapor, que brinda muchas oportunidades para contaminar el agua subterránea.
El lugar también es un problema. Para cada litro de agua potable lista en la planta de decalación normal, se producen 1,5 litros de solución salina. Según un estudio de la ONU, se lavaron 37 mil millones de galones de agua salina a nivel mundial. Cuando hay una falta de espacio para los estanques del vapor, las plantas de limpieza aplican el agua subterránea subterránea o lo arrojan al mar. El creciente nivel de sal cerca de las plantas de limpieza puede dañar el ecosistema marino.
“Hay un gran impulso en la industria de la desgracia para una mejor solución”, dijo Jon Kamsev, profesor asistente de Ingeniería Química de la UM y el mismo autor de la investigación publicada hoy. Naturaleza Ingeniería Química. “Nuestra tecnología puede ayudar a reducir la basura a las plantas de limpieza mediante el uso de menos energía”.
Para eliminar el desperdicio de agua salada, DES, los ingenieros en descomposición les gustaría concentrarse para que pueda ser fácilmente costra en vatios industriales en lugar de estanques que pueden capturar más de cien acres. Se puede usar agua separada para beber o agricultura, mientras que la sal sólida se puede cortar para productos útiles. El agua de mar contiene no solo cloruro de sodio, o sal de mesa, sino que las baterías tienen metales valiosos como litio iluminado, magnesio para mezclas livianas y potasio para fertilizantes.
Las plantas de limpieza pueden centrarse en el agua calentando el agua y haciendo vapores, que es una gran cantidad de energía, o con ósmosis inversa, que solo funciona relativamente baja salada. Electrodelessis es una alternativa prometedora, ya que funciona en una gran cantidad de sal y requiere relativamente menos energía. En este proceso, la electricidad se usa para enfocar la sal, que está en el agua, ya que el átomo de carga y las moléculas se llaman iones.
¿Cómo funciona este proceso? El agua fluye a muchos canales separados de las membranas, y cada membrana tiene una carga eléctrica de sus vecinos. Toda la corriente fue parpadeada por un par de electrodos. El ion de sal positivo se mueve al electrodo cargado negativo, y se detiene por una membrana cargada positiva. Los iones negativos se mueven hacia un electrodo positivo, que se detiene a través de membranas negativas. Esto produce dos tipos de canales, uno que deja iones positivos y negativos y el otro ingresa a los iones, lo que resulta en agua limpia y corrientes de agua salada de canela.
Pero, la electrodalia tiene sus propios límites. A medida que aumenta el número de sal, la electrodsidad de iones comienza a filtrarse a través de membranas. Aunque existe la presencia de membranas resistentes a las fugas en el mercado, transportan los iones muy lentamente, lo que hace los requisitos de electricidad para el agua de mar promedio por más de seis veces saladas saladas.
Los investigadores superan el límite de que un número récord de moléculas cargadas se empaquetan en la membrana, lo que aumenta su resistencia relacionada con los iones y su conductividad es que pueden transmitir más sal con poca resistencia. Con su química, los investigadores pueden fabricar membranas que hoy en día son diez veces más conjuntives que las membranas a prueba de falta en el mercado hoy en día.
Las cargas densas generalmente atraen a muchas moléculas de agua, lo que limita cuánta compensación se puede instalar en las membranas sin electrodos tradicionales. Cuando absorben el agua, las membranas fluyen a las membranas y la carga disminuye. En las nuevas membranas, los conectores hechos en carbono evitan la hinchazón al bloquear las moléculas cargadas juntas.
El nivel de prohibición se puede cambiar para controlar la fuga y la conductividad de las membranas. Permitir la fuga en cierta medida puede avanzar con las membranas disponibles comercialmente. Los investigadores esperan que la especificación de membrana ayude a eliminarla.
“No todas las membranas son adecuadas para cada propósito, pero nuestro estudio muestra opciones extensas”, dijo David Kato, primer autor de Chemical Engineering and the Research. “El agua es una fuente tan importante, por lo que sería sorprendente ayudar a nuestra crisis global de agua sostenible”.
La investigación fue proporcionada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y se basó en el apoyo financiero de NSF en el Centro de Ingeniería e Ingeniería de Investigación de Materiales de la Universidad de Pensilvania.
El equipo presentó una protección de patentes con la ayuda de UM Innovation Partnership.
