Οι ερευνητές του Massachusetts Institute of Technology (MIT) ανέπτυξαν μια φορητή μονάδα αφαλάτωσης, με βάρος λιγότερο από 10 κιλά, που μπορεί να αφαιρέσει εύκολα διάφορα σωματίδια και άλατα για να μετατρέψει το θαλασσινό νερό σε πόσιμο.
Η φορητή αυτή συσκευή, που απαιτεί λιγότερη ενέργεια από έναν φορτιστή κινητού τηλεφώνου για να λειτουργήσει, παράγει αυτόματα πόσιμο νερό σύμφωνα με τα πρότυπα ποιότητας του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας. Η τεχνολογία λειτουργεί με το πάτημα ενός κουμπιού.
Σε αντίθεση με άλλες φορητές μονάδες αφαλάτωσης που βάζουν το νερό να περάσει μέσα από φίλτρα, αυτή η συσκευή χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για την αφαίρεση σωματιδίων από το νερό. Η εξάλειψη της ανάγκης για αντικατάσταση φίλτρων μειώνει σημαντικά τις απαιτήσεις μακροπρόθεσμης συντήρησης.
Δείτε επίσης: Νέα εξέταση αίματος ανιχνεύει έγκαιρα τον καρκίνο σε σκύλους
Η μονάδα αφαλάτωσης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε απομακρυσμένες περιοχές και περιοχές με πολύ περιορισμένους πόρους σε νερό, όπως κοινότητες σε μικρά νησιά ή σε φορτηγά πλοία. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τους πρόσφυγες που αντιμετωπίζουν φυσικές καταστροφές ή στρατιώτες που συμμετέχουν σε μακροχρόνιες στρατιωτικές επιχειρήσεις.
“Αυτό είναι πραγματικά το αποκορύφωμα ενός 10ετούς ταξιδιού που έχουμε κάνει εγώ και η ομάδα μου. Δουλέψαμε για χρόνια πάνω στις διεργασίες για τις μεμονωμένες διαδικασίες αφαλάτωσης, και ωθώντας όλες αυτές τις προόδους σε ένα κουτί, χτίζοντας ένα σύστημα, ήταν μια πραγματικά σημαντική και ικανοποιητική εμπειρία για μένα“, λέει ο Jongyoon Han, καθηγητής και μέλος του Research Laboratory of Electronics (RLE).
Δείτε επίσης: Moderna COVID: Ζητά έγκριση για εμβόλιο σε παιδιά 6 μηνών έως 5 ετών
Το θαλασσινό νερό μετατρέπεται σε πόσιμο με τεχνολογία χωρίς φίλτρα
Οι φορητές μονάδες αφαλάτωσης που διατίθενται στο εμπόριο απαιτούν συνήθως αντλίες υψηλής πίεσης για την ώθηση του νερού μέσα από φίλτρα. Η συσκευή που δημιούργησαν οι ερευνητές του MIT, όμως, βασίζεται σε μια τεχνική που ονομάζεται ion concentration polarization (ICP). Αντί να φιλτράρει το νερό, η διαδικασία ICP εφαρμόζει ένα ηλεκτρικό πεδίο σε μεμβράνες που τοποθετούνται πάνω και κάτω από ένα κανάλι νερού. Οι μεμβράνες απωθούν θετικά ή αρνητικά φορτισμένα σωματίδια – συμπεριλαμβανομένων μορίων αλατιού, βακτηρίων και ιών – καθώς περνούν. Τα φορτισμένα σωματίδια διοχετεύονται σε ένα δεύτερο ρεύμα νερού που τελικά αποβάλλεται.
Η διαδικασία επιτρέπει στο καθαρό νερό να περάσει μέσα από το κανάλι. Δεδομένου ότι απαιτεί μόνο μια αντλία χαμηλής πίεσης, το ICP χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια από άλλες τεχνικές.
Ωστόσο, η τεχνική ICP δεν αφαιρεί πάντα όλα τα άλατα που επιπλέουν στη μέση του καναλιού. Έτσι, οι ερευνητές έχουν προσθέσει και μια δεύτερη διαδικασία, γνωστή ως ηλεκτροδιάλυση, για να αφαιρέσουν τα υπόλοιπα ιόντα αλάτων.
Οι ερευνητές σχεδίασαν τη συσκευή για χρήση από μη ειδικούς, και με το πάτημα ενός μόνο κουμπιού μπορεί να ξεκινήσει η διαδικασία αφαλάτωσης και καθαρισμού του νερού. Μόλις το επίπεδο του αλατιού και ο αριθμός των σωματιδίων μειωθούν σε συγκεκριμένα όρια, η συσκευή ειδοποιεί τον χρήστη ότι το θαλασσινό νερό έχει μετατραπεί πλέον σε πόσιμο.
Οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης μια εφαρμογή smartphone που μπορεί να ελέγχει τη μονάδα αφαλάτωσης ασύρματα και να αναφέρει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την κατανάλωση ενέργειας και τα επίπεδα αλάτων στο νερό.
Δείτε επίσης: Η Apple λέει ότι χρησιμοποιεί περισσότερα ανακυκλωμένα υλικά από ποτέ
Θαλασσινό νερό σε πόσιμο: Δοκιμές της τεχνολογίας αφαλάτωσης
Μετά από τα πειράματα στο εργαστήριο, οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή σε πραγματικές συνθήκες. Τοποθέτησαν το κουτί κοντά στην ακτή και πέταξαν το σωλήνα τροφοδοσίας στο νερό. Σε περίπου μισή ώρα, η συσκευή είχε γεμίσει ένα πλαστικό ποτήρι με καθαρό, πόσιμο νερό.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις του σχεδιασμού του φορητού συστήματος αφαλάτωσης ήταν η δημιουργία μιας συσκευής που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε, λένε οι ερευνητές. Ωστόσο, γίνονται προσπάθειες ώστε η συσκευή να γίνει ακόμα πιο φιλική προς το χρήστη και να βελτιωθεί η ενεργειακή της απόδοση και ο ρυθμός παραγωγής.
Οι ερευνητές θέλουν να εφαρμόσουν τις γνώσεις που απέκτησαν όλα αυτά τα χρόνια που δούλευαν πάνω στη μονάδα αφαλάτωσης και για τον γρήγορο εντοπισμό ρύπων στο πόσιμο νερό. Η ρύπανση θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά τις απαιτήσεις συντήρησης και το ενεργειακό κόστος.
Τέλος, ένας άλλος περιορισμός είναι η χρήση ακριβών υλικών. Θα ήταν ενδιαφέρον να δούμε παρόμοια συστήματα με υλικά χαμηλού κόστους.
Πηγή: news.mit.edu