Grafen z nanoporami umożliwi tańsze odsalanie wody
Badacze z MIT opracowali proces odsalania wody, w którym tradycyjne materiały zastąpione zostały grafenem z porami o średnicy jednego nanometra, co znacznie obniży koszty uzyskiwania wody pitnej w ten sposób.W niektórych częściach świata odsalanie wody morskiej jest ważnym sposobem uzyskiwania wody pitnej. Szacuje się, że w 2007 na całym świecie procesowi odsalania poddawano 30 miliardów litrów wody dziennie. Jednakże koszty odsalania były ogromne - od 0,50 do 0,85$ na metr sześcienny.
Z powodu wysokich kosztów większość odsalania przeprowadzana jest w krajach zajmujących się produkcją naftową w Zatoce Perskiej, gdyż mogą one ponieść wysokie koszty energetyczne wielostopniowych procesów rzutowych. Poza Bliskim Wschodem dominującą metodą odsalania jest osmoza odwrócona , która jest niewiele mniej wymagająca pod względem kosztów i energii niż procesy rzutowe.
Badacze z MIT starają się zastąpić obecnie używane w osmozie odwróconej materiały membranowe grafenem z nanoporami.
Obecnie osmoza odwrócona opiera się na relatywnie grubych materiałach, które blokują jony soli podczas gdy molekuły wody są przez nie hydraulicznie przepychane. W procesie obmyślonym przez badaczy z MIT, opisanym w czasopiśmie "Nano Letters", membrany te zastąpione byłyby przez grafen o grubości atomu z porami o średnicy jednego nanometra. Ponieważ grafen jest tysiąc razy cieńszy niż tradycyjne materiały membranowe przeciśnięcie przez niego molekuł wody wymaga znacznie mniej siły - a tym samym energii.
Kluczem do właściwego działania procesu odsalania jest właściwa wielkość porów. Jeśli będą zbyt duże, sól będzie się przez nie przedostawać; z drugiej strony, jeśli będą zbyt małe, nie przepuszczą molekuł wody. Według Jeffreya Grossmana, adiunkta na Wydziale Badań i Inżynierii Materiałowych MIT, idealna średnica jest bardzo ściśle określona i wynosi jeden nanometr. Niewiele mniej - 0,7 nanometra - i woda w ogóle nie przedostanie się przez membranę.
W chwili obecnej badania wydają się skupiać przede wszystkim na komputerowym modelowaniu procesu osmozy odwróconej z wykorzystaniem grafenu z nanoporami. W komunikacie prasowym MIT Joshua Shrier, adiunkt na wydziale chemii Uniwersytetu w Haverford, zwraca uwagę na fakt, że zastosowanie wyników badań na komputerowych modelach w prawdziwym świecie nie będzie proste.
"Produkcja na skalę masową materiałów o bardzo precyzyjnej strukturze porów, opisanych w tym artykule, będzie bardzo trudna przy wykorzystaniu obecnie dostępnych metod" - stwierdza. Jednak uważa też, że "przewidywania same w sobie są wystarczająco interesujące, by zmotywować inżynierów chemicznych do wykonania dokładniejszych analiz ekonomicznych (...) odsalania z wykorzystaniem takich materiałów."
Źródło: www.nanonet.pl
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje