Большой шаг вперед. Австралийские инженеры создали революционный метод опреснения воды
ChatGPT
Ученые из Австралийского национального университета предложили инновационный метод опреснения воды, который снижает энергетические затраты на 80% по сравнению с традиционными методами и устраняет многие их нежелательные побочные эффекты.
Проблема нехватки пресной воды становится все более острой в мире, и новые технологии могут существенно изменить ситуацию.
По данным Всемирного банка, около 300 миллионов человек в более чем 150 странах мира зависят от опреснения воды, затрачивая при этом около 3 кВтч на кубический метр. Однако это все равно составляет значительную часть затрат на энергоресурсы. Традиционные методы опреснения, такие как обратный осмос и термическое испарение, требуют значительных затрат энергии и могут наносить вред окружающей среде, уничтожая морские организмы и создавая концентрированные солевые растворы, которые затем сбрасываются обратно в океан.
Новый метод, описанный в журнале Nature Communications, использует термодиффузию — явление, при котором соли мигрируют к более холодной стороне в присутствии температурного градиента. Этот процесс позволяет проводить опреснение без изменения фазового состояния воды, что существенно снижает энергетические затраты. Вода остается в жидкой фазе, а для нагрева и охлаждения могут использоваться низкопотенциальные источники тепла, такие как солнечная энергия или отходящее тепло промышленных процессов.
В эксперименте группа под руководством к.т.н. Шуци Сю пропускала морскую воду через узкий канал, нагреваемый сверху до 60 °C и охлаждаемый снизу до 20 °C. После каждого прохода через канал соленость воды уменьшалась на 3%. Повторные циклы позволили снизить соленость морской воды с 30 000 ppm до менее 500 ppm, что соответствует стандартам питьевой воды.
«Наша мечта — обеспечить смену парадигмы в технологии опреснения, основанной на методах, которые могут использовать низкотемпературное тепло окружающей среды», — сказал Хуан Фелипе Торрес, профессор Австралийского национального университета и ведущий исследователь этого проекта. Новый метод термодиффузионного опреснения не требует мембран или других ионо-адсорбирующих материалов, что делает его более экологически чистым и экономически эффективным.
В настоящее время группа строит более крупное многоканальное устройство для опреснения морской воды, которое будет использоваться на юго-западном тихоокеанском острове Тонга, страдающем от сильной засухи. Устройство будет питаться от небольшой солнечной панели.
Торрес считает, что термодиффузионное опреснение жизненно важно для развивающихся стран, поскольку оно децентрализует процесс опреснения и обеспечивает водную безопасность, особенно в регионах, наиболее сильно пострадавших от изменения климата.
