Para ilmuwan telah mengembangkan dua metode baru desalinasi
Hampir bersamaan, para insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan University of Illinois di Urbana-Champaign (UIUC) mengusulkan cara-cara baru untuk menghilangkan garam air garam. Metode MIT didasarkan pada gelombang kejut, dan UIUC menggunakan bahan skala nano berpori untuk memisahkan garam dari air.Jika tidak ada air di keran
Konsumsi air dunia terus meningkat, dan di beberapa daerah padat penduduk di planet ini mulai kekurangan pasokan. Masalah kurangnya air tawar bukan lagi hak prerogatif gurun Afrika. Terlepas dari kenyataan bahwa lautan menutupi 70% dari permukaan planet kita, ada sangat sedikit air minum di atasnya.Di California, karena kekeringan tiga tahun, kira-kira curah hujan tahunan hilang , sehingga pemerintah harus memberlakukan pembatasan penggunaan air. Di Cina, salah satu stasiun desalinasi terbesar sedang dibangun di Teluk Bohai dekat kota Tangshan.Metode umum air desalinating adalah reverse osmosis - mendorong air melalui membran yang memerangkap partikel garam, distilasi - pendidihan, diikuti dengan pengumpulan dan pendinginan uap, atau elektrodialisis - mengubah konsentrasi elektrolit dalam larutan dengan cara arus listrik. Metode ini sangat memakan energi.Desalinasi kejutan
Karya insinyur MIT dengan metode desalinasi yang tidak biasa yang dipimpin oleh Profesor Martin Bazant diterbitkan dalam jurnal Environmental Science and Technology. "Ini adalah proses pemisahan baru yang secara fundamental berbeda dari orang lain," kata Bazant. "Ini memberikan pemisahan ion dan molekul air tanpa membran."Dalam elektrodialisis konvensional, membran septum dibuat dalam bejana pemisahan. Membran penyaringan memungkinkan air melewati dan menjebak partikel garam yang lebih besar. Membran ini disusun secara bergantian dan membagi volume total menjadi banyak rongga. Arus listrik konstan dilewatkan melalui bak dengan larutan, yang membawa ion garam terlarut ke dalam gerakan.Ion yang bermuatan berlawanan bergerak dalam arah yang berlawanan, tetapi karena bak mandi diisi dengan membran yang mencegah pergerakan ion, ion tersebut terperangkap pada membran terdekat yang sesuai dengan muatannya dan tetap berada di rongga di antara kedua membran. Akibatnya, terjadi peningkatan konsentrasi ion di antara sepasang membran (air ini dialirkan kembali ke laut), dan terjadi penurunan di antara yang lain, yaitu diperoleh air tawar.
Dalam proses baru yang disebut electrodialysis shock, air mengalir melalui frit- bahan keramik berpori. Di kedua sisi, massa material dibatasi oleh elektroda. Arus searah yang cukup kuat yang mengalir di antara elektroda mengarah ke munculnya gelombang kejut dalam aliran, jelas membagi aliran menjadi dua bagian - satu di antaranya sangat asin dan yang lainnya adalah air tawar. Tetap hanya untuk memisahkan arus dengan partisi sederhana.Dalam proses ini, membran tidak digunakan, tidak ada yang tersumbat dan tidak perlu dibersihkan, sambil memastikan aliran air yang konstan melalui bahan yang murah untuk diproduksi. Efek yang mendasari proses ini ditemukan beberapa tahun yang lalu oleh para ilmuwan di Universitas Stanford.Para ahli MIT mengklaim bahwa proses tersebut dapat digunakan tidak hanya untuk desalinasi, tetapi juga untuk pengolahan air. Misalnya, dalam proses rekah hidrolik, banyak air asin dan tercemar terbentuk yang dapat dibersihkan dengan cara ini. Selain itu, menurut para ilmuwan, arus listrik yang dibutuhkan untuk mengatur prosesnya cukup kuat untuk membunuh bakteri dan mensterilkan air.Pendekatan halus untuk desalinasi
Insinyur Illinois, bagaimanapun, menawarkan pilihan mereka sendiri untuk desalinasi air dengan menyaringnya melalui membran. Namun, membran disulfida molibdenum mereka hanya beberapa nanometer tebal. Insinyur UIUC berpendapat bahwa filter mereka jauh lebih menguntungkan daripada filter reverse osmosis konvensional, yang harganya mahal.Desalinasi air melalui filter biasanya membutuhkan banyak tekanan, dan membran dengan cepat menyumbat dan membutuhkan pembersihan atau penggantian. Tetapi menurut para insinyur, tekanan yang dibutuhkan untuk menghilangkan garam air sebanding dengan ketebalan membran. Banyak ilmuwan bahkan mencoba menggunakan graphene untuk menyaring air, tetapi mereka menemui kesulitan khusus dalam berinteraksi dengan graphene.Insinyur UIUC mengambil molybdenum disulfide karena mengandung molybdenum yang dikelilingi oleh dua atom belerang. Akibatnya, "lembaran" tipis dari MoS 2 memiliki belerang di bagian luar dan molibdenum di bagian dalam. Jika lubang dibuat sedemikian lembaran, akan ada cincin atom molibdenum di sekitarnya.
"Keuntungan dari filter MoS 2 adalah bahwa molibdenum menarik air dan belerang belerang, yang memastikan laju aliran air yang tinggi melalui lubang," kata Mohammad Heiranian, penulis karya tersebut. "Properti ini secara kimia tergabung dalam MoS 2 , sehingga tidak perlu dipersiapkan atau dimodifikasi secara khusus dengan cara apa pun, tidak seperti graphene, di mana persiapan tersebut merupakan proses yang sangat kompleks."Bagaimana kita akan menghilangkan garam?
Kemajuan tidak berhenti, dan teknologi baru muncul sangat cepat. Waktu akan menentukan ide mana yang akan lulus ujian realitas. Ada kemungkinan bahwa untuk meningkatkan efisiensi, berbagai teknologi akan digunakan bersama. Hal utama adalah bahwa sebagai hasilnya mereka memberikan banyak air tawar baik untuk minum maupun makanan - setelah semua, konsumen utama air tawar adalah pertanian.Source: https://habr.com/ru/post/id386527/
All Articles