Os cientistas desenvolveram dois novos métodos de dessalinização
Quase simultaneamente, engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign (UIUC) propuseram novas maneiras de dessalinizar a água salgada. O método MIT é baseado em ondas de choque, e o UIUC usou um material poroso em nanoescala para separar o sal da água.Se não houver água na torneira
O consumo mundial de água está aumentando constantemente e, em algumas regiões densamente povoadas do planeta, começa a escassear. O problema da falta de água doce não é mais uma prerrogativa dos desertos africanos. Apesar de os oceanos cobrirem 70% da superfície do nosso planeta, há muito pouca água potável nele.Na Califórnia, devido a uma seca de três anos, faltou aproximadamente a precipitação anual , devido à qual as autoridades tiveram que impor restrições ao uso da água. Na China, uma das maiores estações de dessalinização está sendo construída na Baía de Bohai, perto da cidade de Tangshan.Métodos comuns de dessalinização da água são osmose reversa - empurrando a água através de uma membrana que retém partículas de sal, destilação - fervendo, seguidos de coleta e resfriamento do vapor ou eletrodiálise - alterando a concentração de eletrólitos na solução por meio de uma corrente elétrica. Esses métodos consomem extremamente energia.Dessalinização por choque
O trabalho dos engenheiros do MIT com um método incomum de dessalinização liderado pelo professor Martin Bazant foi publicado na revista Environmental Science and Technology. "Este é um processo de separação fundamentalmente novo, diferente de todos os outros", diz Bazant. "Ele fornece uma separação livre de membrana de íons e moléculas de água".Na eletrodiálise convencional, as membranas do septo são feitas no vaso de separação. As membranas filtrantes permitem que a água passe e prenda partículas de sal maiores. Essas membranas são dispostas alternadamente e dividem o volume total em várias cavidades. Uma corrente elétrica constante é passada através do banho com a solução, que aciona os íons dos sais dissolvidos.Os íons carregados de maneira oposta se movem em direções opostas, mas como a banheira está cheia de membranas que impedem o movimento dos íons, os íons ficam presos na membrana mais próxima correspondente à sua carga e permanecem na cavidade entre as duas membranas. Como resultado, ocorre um aumento na concentração de íons entre um par de membranas (essa água é drenada de volta ao mar) e ocorre uma diminuição entre os outros, ou seja, é obtida água doce.
Em um novo processo chamado eletrodiálise de choque, a água flui através da frita- material cerâmico poroso. Nos dois lados, a massa do material é limitada por eletrodos. Uma corrente direta suficientemente forte que flui entre os eletrodos leva ao aparecimento de uma onda de choque no fluxo, que claramente divide o fluxo em duas partes - uma das quais é extremamente salgada e a outra é de água doce. Resta apenas separar os fluxos com uma partição simples.Nesse processo, as membranas não são usadas, nada está entupido e não requer limpeza, garantindo um fluxo constante de água através de um material de fabricação barata. O efeito subjacente ao processo foi descoberto há vários anos por cientistas da Universidade de Stanford.Os especialistas do MIT afirmam que o processo pode ser usado não apenas para dessalinização, mas também para tratamento de água. Por exemplo, no processo de fraturamento hidráulico, muita água salgada e contaminada com produtos químicos é formada, que pode ser limpa dessa maneira. Além disso, segundo os cientistas, a corrente elétrica necessária para organizar o processo é forte o suficiente para matar bactérias e esterilizar a água.Uma abordagem sutil à dessalinização
Os engenheiros de Illinois, no entanto, oferecem sua própria opção para dessalinizar a água , filtrando-a através de uma membrana. No entanto, sua membrana dissulfeto de molibdênio tem apenas alguns nanômetros de espessura. Os engenheiros da UIUC argumentam que seu filtro é energeticamente muito mais benéfico do que os filtros de osmose reversa convencionais, que são caros.A dessalinização da água através de filtros geralmente requer muita pressão, e as membranas entopem rapidamente e requerem limpeza ou substituição. Mas, de acordo com os engenheiros, a pressão necessária para dessalinizar a água é proporcional à espessura da membrana. Muitos cientistas até tentaram usar o grafeno para filtrar a água, mas encontraram dificuldades específicas na interação com o grafeno.Os engenheiros da UIUC tomaram dissulfeto de molibdênio porque contém molibdênio cercado por dois átomos de enxofre. Como resultado, uma fina “folha” de MoS 2 possui enxofre por fora e molibdênio por dentro. Se um buraco for feito nessa folha, haverá um anel de átomos de molibdênio em torno dela.
"As vantagens do filtro MoS 2 são que o molibdênio atrai repelentes de água e enxofre, o que garante uma alta taxa de passagem de água pelo buraco", disse Mohammad Heiranian, autor do trabalho. "Essa propriedade é incorporada quimicamente no MoS 2 , portanto, não precisa ser especialmente preparada ou modificada de forma alguma, ao contrário do grafeno, onde essa preparação é um processo muito complexo".Como vamos dessalinizar?
O progresso não pára e as novas tecnologias aparecem muito rapidamente. O tempo dirá qual dessas idéias passará no teste da realidade. É possível que, para aumentar a eficiência, várias tecnologias sejam usadas juntas. O principal é que, como resultado, eles fornecem muita água fresca para beber e para comer - afinal, os principais consumidores de água doce são fazendas.Source: https://habr.com/ru/post/pt386527/
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