Kỹ sư cơ khí và kỹ sư cơ khí Illinois Kyle Smith và các đồng tác giả của ông đã chỉ ra rằng một thiết bị khử mặn bằng pin mới có thể giúp cung cấp nước sạch cho nhiều vùng một cách hiệu quả và tiết kiệm.
Nguồn: L. Brian Stauffer
ác kỹ sư của Đại học Illinois đã có một bước tiến trong việc phát triển một quá trình khử muối có khả năng rẻ hơn thẩm thấu ngược và vay mượn từ công nghệ pin. Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu đang tập trung vào các vật liệu mới có thể làm cho việc khử muối nước lợ ở mức độ kinh tế và hiệu quả năng lượng.
Nhu cầu công nghệ khử muối thực tế đang tăng lên trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Các vùng ven biển, nơi sự gia tăng của nước biển có thể lấn chiếm và gây ô nhiễm các tầng nước ngầm, hiện nay chỉ là một lĩnh vực đáng lo ngại. Theo các nhà nghiên cứu, khi nhu cầu giảm nguồn nước sạch, nhu cầu khử muối nước lợ thấp hơn từ nguồn nước nội địa và các nguồn công nghiệp sẽ tăng lên.
Kỹ sư cơ khí và kỹ sư cơ khí Illinois Kyle Smith và các đồng tác giả của ông đã xuất bản một nghiên cứu chứng minh khả năng tồn tại của công nghệ pinless này trong tạp chí Electrochimica Acta .
Trong một nghiên cứu trước đây, Smith và các đồng tác giả đã sử dụng mô hình lý thuyết cho thấy rằng công nghệ sử dụng trong pin ion natri có thể khử muối hiệu quả trong nước biển. Lý thuyết của họ nói rằng bằng cách sử dụng các điện cực có chứa ion natri và clorua, muối được rút ra và giữ trong một ngăn tách biệt với nước tinh khiết.
“Trong nghiên cứu mới của chúng tôi, chúng tôi xây dựng và thử nghiệm với một thiết bị batterylike có sử dụng các điện cực được làm từ một loại vật liệu khác nhau. Đó là nguyên liệu có thể loại bỏ từ nước lợ không chỉ các ion natri mà còn kali, canxi, magiê và những người khác”, Smith nói. “Đây là điều quan trọng vì muối và lợ vùng biển không chỉ chứa natri clorua. Nó thường là trong một sự pha trộn với muối khác như kali, canxi và mangan clorua.”
Chất liệu mới này là một chất tương tự hóa học với màu xanh Prussian kết hợp – sắc tố đậm đặc được sử dụng trong mực in cho các bản thiết kế. Nó hoạt động bằng cách lấy và giữ các ion tích điện dương như natri trong cấu trúc tinh thể của nó, Smith nói.
Smith cho biết: “Sự cạnh tranh giữa tỷ lệ khuếch tán ion tích điện dương trong cấu trúc tinh thể và thể tích mà tại đó các ion có thể được lưu trữ tạo ra một cấu trúc giống như bẫy”. “Họ đi dễ dàng nhưng không thể ra ngoài.”
Có những vật liệu khác có thể bảo vệ các ion dương, nhưng các màu xanh Prussian tương tự có một lợi ích bổ sung – nó có tiềm năng rất rẻ để nguồn.
Smith cho biết: “Để tạo ra một công nghệ như thế này khả thi về mặt kinh tế, nó cần phải rẻ tiền, và lý tưởng là có một số lợi ích giá trị gia tăng. “Bằng cách cho thấy thiết bị của chúng tôi hoạt động tốt với các vùng nước có độ mặn thấp, cánh cửa để sử dụng với nước lợ nội địa và có thể là nước thải công nghiệp đã được mở ra.”
Smith và các đồng tác giả của ông cho thấy rằng lượng muối loại bỏ là đủ để chứng minh khái niệm của họ bằng nước lợ. Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm để xác định việc loại bỏ muối từ nước biển và nước bẩn có độ mặn cao hơn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất năng lượng.
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171012164001.htm
(TTDL QH&ĐT TNN)
