На месте стихийного бедствия нередко случаются сбои в водоснабжении и электросети. В этом отношении однажды может оказаться полезной новая система, использующая лишь небольшое количество электроэнергии, которую можно будет хранить в батареях, для опреснения морской воды для питья.
В настоящее время наиболее распространенным методом опреснения является обратный осмос. Проще говоря, он работает, проталкивая морскую воду через проницаемую мембрану, которая пропускает молекулы воды, но не молекулы соли (хлорида натрия). Это эффективный процесс, но он также требует значительных затрат энергии для создания необходимого давления выталкивающей воды. Кроме того, мембрана со временем забивается солью, и ее необходимо заменить.
Новая экспериментальная система, разработанная учеными из университетов Бата, Суонси и Эдинбурга в Великобритании, вообще не использует давление. Вместо этого в нем находится контейнер с положительно заряженным электродом на одном конце и отрицательно заряженным электродом на другом, с пористой мембраной между ними.
Когда в него помещают морскую воду, положительно заряженные ионы натрия в молекулах соли втягиваются в отрицательно заряженный электрод, а отрицательно заряженные ионы хлорида втягиваются в положительно заряженный электрод. Когда ионы хлорида движутся через мембрану к положительному электроду, они также толкают молекулы воды (H2O) через мембрану. Ионы натрия притягиваются к отрицательному электроду и остаются на исходной стороне мембраны. Ионы хлорида затем возвращаются обратно на эту сторону, чтобы они могли протолкнуть больше молекул воды. В конце концов, большая часть воды перетекает на сторону положительного электрода мембраны, которая полностью свободна от соли.
До сих пор система тестировалась только с несколькими миллилитрами воды за раз. Поэтому исследователи ищут партнеров, которые помогут разработать технологию, позволяющую обрабатывать литр воды, чтобы они могли лучше понять, сколько энергии потребуется практической системе.
Ведущий ученый, профессор Фрэнк Маркен из Университета Бата, сказал: «В настоящее время обратный осмос очень энергозатратен и требует специальной электростанции для опреснения воды, что означает, что его трудно реализовать в меньшем масштабе. Наш метод может обеспечить альтернативное решение в меньшем масштабе, которое сэкономит энергию, поскольку воду можно извлечь без каких-либо побочных продуктов и не требует использования перерабатывающих заводов промышленного масштаба».
Статья об этом исследовании была опубликована в недавно вышедшем журнале «ACS Applied Materials and Interfaces».