211service.com
Draagbare ontzilting
Door natuurrampen zoals de aardbeving in Haïti of de orkaan Katrina is er meestal een tekort aan veilig drinkwater. In rampgebieden in de buurt van de oceaan lijkt het omzetten van zout zeewater in drinkbaar zoet water een no-brainer, maar dit vereist meestal grootschalige ontziltingsinstallaties en veel betrouwbare elektrische stroom - geen van beide was beschikbaar in Haïti of New Orleans.
waterweg : Een enkele eenheid van het nieuwe ontziltingsapparaat, gefabriceerd op een laag siliconen.
Nu ontwikkelen onderzoekers van het MIT en in Korea een technologie die kan worden gebruikt in kleine, draagbare ontziltingseenheden die worden aangedreven door zonnecellen of batterijen in plaats van dieselgeneratoren. Dergelijke apparaten, die zowel virussen, bacteriën en andere verontreinigingen als zout zouden verwijderen, zouden genoeg zoet water kunnen produceren voor een gezin of een klein dorp. Ze vervoeren naar plaatsen waar water nodig is, zou efficiënter zijn dan proberen water te transporteren, vooral als de wegen niet begaanbaar zijn. Hoewel ze zijn ontworpen voor gebruik in noodgevallen, kunnen ze ook worden gebruikt op afgelegen locaties aan zee in ontwikkelingslanden.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 2010
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
De nieuwe techniek maakt gebruik van een fenomeen dat ionenconcentratiepolarisatie wordt genoemd om zouten en microben van het water te scheiden. Een stroom zout water stroomt over een apparaat ter grootte van een microchip in een microkanaal dat zich in twee takken splitst. Bij de splitsing is het kanaal verbonden met een nanokanaal bedekt met een ionselectief membraan gemaakt van Nafion, een synthetisch polymeer. Wanneer een stroom door het membraan wordt geleid, wordt een elektrostatische barrière gecreëerd die geladen deeltjes zoals zout, virussen en microben afstoot, ze in de ene tak van het watervoerende kanaal duwt en vers drinkwater door de andere laat stromen. Omdat er geen water door het membraan gaat, verstoppen de deeltjes het niet - een probleem dat ontziltingstechnologieën op basis van omgekeerde osmose kan teisteren.
Het proces werkt op microscopische schaal, dus elk apparaat zou slechts kleine hoeveelheden water verwerken. Maar een array met 1.600 eenheden, vervaardigd op een wafel met een diameter van ongeveer 20 centimeter, zou ongeveer 18 liter per uur kunnen zuiveren. De hele reeks zou in een container kunnen passen die ongeveer zo groot is als een koffieurn. In tegenstelling tot systemen met omgekeerde osmose, die pompen nodig hebben om water door een membraan te duwen, zou het door de zwaartekracht worden aangedreven. Zout water zou aan de bovenkant van de container worden gegoten en zoet water en geconcentreerde pekel zouden uit twee tappen aan de onderkant stromen.
De nieuwe aanpak wordt beschreven in een paper in Natuur Nanotechnologie door postdoctoraal medewerker Sung Jae Kim en universitair hoofddocent Jongyoon Han, zowel bij de afdeling Elektrotechniek en Computerwetenschappen, als collega's in Korea.
In een test met een cel met één eenheid, met zeewater waaraan verontreinigingen waren toegevoegd, verwijderde de eenheid meer dan 99 procent van het zout en andere verontreinigingen. De onderzoekers zijn van plan een array van 100 eenheden te produceren om de schaalbaarheid van het proces aan te tonen.