MIT: Устройство для опреснения воды

Продукт
Разработчики: Массачусетский технологический институт (MIT)
Дата премьеры системы: апрель 2022 г.
Отрасли: Машиностроение и приборостроение

2022: Выпущено портативное устройство, превращающее соленую воду в пресную. Оно потребляет меньше энергии, чем зарядник для смартфона

В конце апреля 2022 года специалисты Массачусетского технологического института представили портативное опреснительное устройство весом менее 10 кг, которое может удалять частицы и соли для получения питьевой воды. Устройство, для работы которого требуется меньше энергии, чем для зарядного устройства сотового телефона, может работать от небольшой портативной солнечной батареи.

В отличие от других портативных опреснителей, которые требуют пропускания воды через фильтры, это устройство использует электрическую энергию для удаления частиц из питьевой воды. Отсутствие необходимости в сменных фильтрах значительно снижает требования к долгосрочному обслуживанию.

Выпущено портативное устройство, превращающее соленую воду в пресную

Это может позволить использовать устройство в отдаленных районах с ограниченными ресурсами, например, в населенных пунктах на небольших островах или на борту морских грузовых судов. Его также можно использовать для оказания помощи беженцам, спасающимся от стихийных бедствий, или солдатам, проводящим длительные военные операции. Имеющиеся в продаже портативные опреснители обычно требуют насосов высокого давления для проталкивания воды через фильтры, которые очень трудно миниатюризировать без ущерба для энергоэффективности устройства, объясняет исследователь.

Вместо этого их устройство использует метод под названием поляризация концентрации ионов (ПКИ), который был впервые применен группой ученых в 2010 году. Вместо того чтобы фильтровать воду, в процессе ПКИ к мембранам, расположенным над и под каналом с водой, прикладывается электрическое поле. Мембраны отталкивают положительно или отрицательно заряженные частицы, включая молекулы соли, бактерии и вирусы, когда они проходят мимо. Заряженные частицы попадают во второй поток воды, который в конечном счете выводится наружу. Этот процесс удаляет как растворенные, так и взвешенные твердые частицы, позволяя чистой воде проходить через канал. Поскольку для этого требуется только насос низкого давления, ПКИ использует меньше энергии, чем другие методы. Однако ПКИ не всегда удаляет все соли, плавающие в середине канала. Поэтому исследователи включили второй процесс, известный как электродиализ, для удаления оставшихся ионов соли.

Исследователи также создали приложение для смартфона, которое может управлять устройством по беспроводной связи и в режиме реального времени сообщать данные о потреблении энергии и солености воды. После проведения лабораторных экспериментов с использованием воды с различными уровнями солености и мутности (помутнения) они испытали устройство в полевых условиях на бостонском пляже Карсон. Полученная вода превышала нормативы качества Всемирной организации здравоохранения, а устройство уменьшило количество взвешенных твердых частиц по меньшей мере в 10 раз. Их прототип производит питьевую воду со скоростью 0,3 литра в час и требует всего 20 ватт энергии на литр. [1]

Примечания