Foto: Foto: M. Scott Braue via MIT
ABSTRACT bryter ned tankevekkende vitenskapelig forskning, fremtidig teknologi, nye oppdagelser og store gjennombrudd.
Tenk deg å ha muligheten til å rense vann hvor som helst, når som helst, med én solcelledrevet enhet. Selv om det kanskje ikke er av avgjørende betydning for mange i velstående nasjoner, er det for de 785 millioner menneskene rundt om i verden som i 2017, manglet tilgang til rent drikkevann.
En gruppe forskere ved Massachusetts Institute of Technology har laget en filterløs bærbar avsaltningsenhet som bruker et elektrisk felt generert av solenergi for å frastøte ladede partikler som salt, bakterier og virus.
“Alle indikatorer forteller oss at vannmangel er et økende problem for alle på grunn av stigende havnivå,” sa Junghyo Yoon, førsteforfatter på studien, til Motherboard i en e-post. “Vi håper ikke på en dyster fremtid, men vi ønsker å hjelpe folk med å være forberedt på det.”
Apparatet er et resultat av 10 års arbeid, pr en pressemelding publisert av MIT. Dr. Jongyoon Han, seniorforfatter på papiret og professor i elektrisk og biologisk ingeniørvitenskap ved MIT, kom først opp med Ion Concentration Polarization (ICP), renseteknikken som enheten er avhengig av i 2012og har siden utviklet den for bruk for salt saltlake fra fracking-avfall og for væsker som inneholder ikke-salt forurensninger og tungmetaller.
“Prosessen vår presser ikke vann gjennom en membran,” sa Bruce Crawford, doktorgradsstudent ved MIT Sloan School of Management som ikke var medforfatter av studien, men som er en kommersialiseringspartner til studiens førsteforfatter Junghyo Yoon, i en e-post til hovedkort. “Uten å skyve vann gjennom en membran, eliminerer vi muligheten for membrantilstopping og begroing, og vi kan operere med superlavt strømforbruk, noe som betyr at enhetene våre kan være mye mindre enn eksisterende enheter og bruke mye mindre strøm.”
Han og teamets siste funn, publisert forrige uke i tidsskriftet Miljøvitenskap og teknologi, tar denne prosessen og bruker den på en bærbar enhet på størrelse med en håndbagasjekoffert. I motsetning til andre industrielle avsaltingsprosesser, som omvendt osmose – en flere hundre år gammel teknologi der trykk brukes til å presse vann gjennom en semipermeabel membran, som et filter eller nett som fjerner forurensninger – kan ICP brukes i liten skala i fjerntliggende omgivelser og gjør krever ikke bruk av erstatningsfiltre.
“Vi jobbet i årevis med fysikken bak individuelle avsaltingsprosesser, men å presse alle disse fremskrittene inn i en boks, bygge et system og demonstrere det i havet, det var en virkelig meningsfull og givende opplevelse for meg,” sa Han i en utgivelse .
Han og teamet hans ser for seg at enheten er ideell for utplassering i samfunn på små øyer eller ombord på sjøfartsskip, for å hjelpe flyktninger og soldater som utfører militære operasjoner, heter det i pressemeldingen.
Måten boksen fungerer på er denne: Vann strømmer inn i en kanal i boksen, der et elektrisk felt påføres membraner som frastøter positivt og negativt ladede partikler (inkludert ulike urenheter) inn i en bekk mens vann skyver inn i en annen som til slutt slippes ut. . Eventuelle ekstra saltioner som flyter i midten av kanalen fanges opp av en prosess kjent som elektrodialyse. Fordi systemet bruker en lavtrykkspumpe, bruker det mindre energi enn andre tilnærminger.
Teamet testet enheten både i laboratoriet og på stranden, da de satte boksen langs kysten av Carson Beach i Boston, og kastet materøret i vannet. 30 minutter senere hadde de en full kopp drikkevann. En video utgitt av MIT viser Junghyo Yoon, studiens første forfatter, som tar en drink med vann renset av enheten på stranden.
“Det var vellykket selv i sin første kjøring,” sa Han i utgivelsen. “Men jeg tror hovedgrunnen til at vi lyktes er akkumuleringen av alle disse små fremskritt som vi har gjort underveis.”