Obrázky stiahnuté z webovej stránky tlačovej kancelárie Massachusetts Institute of Technology sú k dispozícii neziskovým organizáciám, médiám a verejnosti na základe licencie Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives License.Poskytnuté obrázky nemôžete upravovať, pokiaľ neboli orezané na správnu veľkosť.Pri prehrávaní obrázkov je potrebné použiť kredit;ak nie je uvedený nižšie, prepojte obrázok s „MIT“.
Výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu vyvinuli prenosné odsoľovacie zariadenie s hmotnosťou menej ako 10 kg, ktoré odstraňuje častice a soľ na výrobu pitnej vody.
Zariadenie vo veľkosti kufra spotrebuje menej energie ako nabíjačka telefónu a môže byť napájané aj malým prenosným solárnym panelom, ktorý sa dá kúpiť online za približne 50 dolárov.Automaticky vyrába pitnú vodu, ktorá prekračuje normy Svetovej zdravotníckej organizácie.Táto technológia je zabalená v užívateľsky prívetivom zariadení, ktoré funguje nastlačením tlačidla.
Na rozdiel od iných prenosných vodární, ktoré vyžadujú, aby voda prešla cez filter, toto zariadenie využíva elektrickú energiu na odstránenie častíc z pitnej vody.Výmena filtra nie je potrebná, čo výrazne znižuje potrebu dlhodobej údržby.
To by mohlo umožniť nasadenie jednotky v odľahlých oblastiach s veľmi obmedzenými zdrojmi, ako sú komunity na malých ostrovoch alebo na palubách pobrežných nákladných lodí.Môže sa použiť aj na pomoc utečencom utekajúcim pred prírodnými katastrofami alebo vojakom zapojeným do dlhodobých vojenských operácií.
„Toto je skutočne vyvrcholenie 10-ročnej cesty pre mňa a môj tím.V priebehu rokov sme pracovali na fyzike rôznych procesov odsoľovania, ale všetky tieto pokroky sme zabalili do krabice, vybudovali systém a urobili to v oceáne.Bola to pre mňa veľmi obohacujúca a obohacujúca skúsenosť,“ povedal hlavný autor Jongyoon Han, profesor elektrotechniky, informatiky a bioinžinierstva a člen Electronics Research Laboratory (RLE).
Khanovi sa pripojil prvý autor Jungyo Yoon, člen RLE, Hyukjin J. Kwon, bývalý postdoktorand, Sungku Kang, postdoktorand na Severovýchodnej univerzite, a Veliteľstvo rozvoja bojových schopností armády USA (DEVCOM) Eric Braque.Štúdia bola publikovaná online v časopise Environmental Science & Technology.
Yoon vysvetlil, že komerčné prenosné odsoľovacie zariadenia zvyčajne vyžadujú vysokotlakové čerpadlá na poháňanie vody cez filtre, ktoré sa ťažko miniaturizujú bez toho, aby sa ohrozila energetická účinnosť jednotky.
Namiesto toho je ich zariadenie založené na technike nazývanej polarizácia iónovej koncentrácie (ICP), ktorú Khanova skupina propagovala pred viac ako 10 rokmi.Namiesto filtrovania vody proces ICP aplikuje elektrické pole na membránu umiestnenú nad a pod vodnou cestou.Keď kladne alebo záporne nabité častice vrátane molekúl soli, baktérií a vírusov prejdú cez membránu, sú od nej odpudzované.Nabité častice sú nasmerované do druhého prúdu vody, ktorý je nakoniec vyvrhnutý.
Tento proces odstraňuje rozpustené a suspendované pevné látky, čo umožňuje čistej vode prechádzať cez kanály.Pretože vyžaduje iba nízkotlakové čerpadlo, ICP spotrebuje menej energie ako iné technológie.
Ale ICP nie vždy odstráni všetku soľ plávajúcu v strede kanála.Vedci teda zaviedli druhý proces nazývaný elektrodialýza na odstránenie zostávajúcich iónov soli.
Yun a Kang použili strojové učenie, aby našli perfektnú kombináciu modulov ICP a elektrodialýzy.Optimálne nastavenie pozostáva z dvojstupňového procesu ICP, kde voda prechádza šiestimi modulmi v prvom stupni, potom tromi modulmi v druhom stupni, po ktorom nasleduje proces elektrodialýzy.Tým sa minimalizuje spotreba energie a zároveň sa proces samočistenia.
„Aj keď je pravda, že niektoré nabité častice môžu byť zachytené iónomeničovou membránou, ak sú zachytené, nabité častice môžeme ľahko odstrániť jednoduchou zmenou polarity elektrického poľa,“ vysvetlil Yun.
Zmenšili a uložili ICP a elektrodialyzačné moduly, aby zlepšili ich energetickú účinnosť a umožnili im zapadnúť do prenosných jednotiek.Výskumníci vyvinuli zariadenie pre nešpecialistov na spustenie procesu automatického odsoľovania a čistenia len s jednýmtlačidlo.Keď slanosť a počet častíc klesnú pod určitú hranicu, zariadenie upozorní používateľov, že voda je pripravená na pitie.
Výskumníci tiež vytvorili aplikáciu pre smartfóny, ktorá bezdrôtovo ovláda zariadenie a hlási v reálnom čase údaje o spotrebe energie a slanosti vody.
Po laboratórnych experimentoch s vodou rôzneho stupňa slanosti a zákalu (turbidity) bolo zariadenie testované v teréne na bostonskej Carson Beach.
Yoon a Kwon postavili krabicu na breh a kŕmidlo hodili do vody.Asi po pol hodine prístroj naplnil plastový pohár čistou pitnou vodou.
„Bolo to veľmi vzrušujúce a prekvapujúce, že bol úspešný už pri prvom spustení.Ale myslím si, že hlavným dôvodom nášho úspechu je nahromadenie všetkých týchto malých vylepšení, ktoré sme na ceste urobili, “povedal Khan.
Výsledná voda prekračuje kvalitatívne normy Svetovej zdravotníckej organizácie a inštalácia znižuje množstvo nerozpustených látok najmenej 10-krát.Ich prototyp vyrába pitnú vodu rýchlosťou 0,3 litra za hodinu a spotrebuje len 20 watthodín na liter.
Podľa Khana je jednou z najväčších výziev pri vývoji prenosného systému vytvorenie intuitívneho zariadenia, ktoré môže používať každý.
Yoon dúfa, že technológiu komercializuje prostredníctvom startupu, ktorý plánuje spustiť, aby sa zariadenie stalo užívateľsky prívetivejším a zlepšilo sa jeho energetická účinnosť a výkon.
V laboratóriu chce Khan aplikovať lekcie, ktoré sa naučil za posledné desaťročie, na problémy s kvalitou vody nad rámec odsoľovania, ako je napríklad rýchle zistenie kontaminantov v pitnej vode.
"Je to určite vzrušujúci projekt a som hrdý na pokrok, ktorý sme doteraz dosiahli, ale stále je pred nami veľa práce," povedal.
Napríklad, zatiaľ čo „vývoj prenosných systémov s využitím elektromembránových procesov je originálnou a zaujímavou cestou pre odsoľovanie vody v malom rozsahu mimo siete“, účinky znečistenia, najmä ak má voda vysoký zákal, môžu výrazne zvýšiť požiadavky na údržbu a náklady na energiu. , poznamenáva Nidal Hilal, profesor inžinier a riaditeľ Abu Dhabi Water Research Center na New York University, ktorý sa na štúdii nezúčastnil.
„Ďalším obmedzením je použitie drahých materiálov,“ dodal."Bude zaujímavé vidieť podobné systémy využívajúce lacné materiály."
Štúdia bola čiastočne financovaná DEVCOM Soldier Center, Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), Northeastern University Postdoctoral Fellowship Program v experimentálnej umelej inteligencii a Ru Institute of Artificial Intelligence.
Výskumníci z MIT Electronics Research Laboratory vyvinuli prenosný vodný automat, ktorý dokáže premeniť morskú vodu na bezpečnú pitnú vodu, tvrdí Ian Mount z Fortune.Mount píše, že výskumný vedec Jongyun Khan a postgraduálny študent Bruce Crawford založili Nona Technologies na komercializáciu produktu.
Výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu „vyvinuli voľne plávajúce odsoľovacie zariadenie pozostávajúce z viacerých vrstiev výparníkov, ktoré získavajú teplo z kondenzácie vodnej pary, čím zvyšujú jej celkovú účinnosť,“ uvádza Neil Nell Lewis zo CNN."Výskumníci naznačujú, že by mohol byť nakonfigurovaný ako plávajúci panel na mori, ktorý by privádzal sladkú vodu na breh, alebo by mohol byť navrhnutý tak, aby slúžil jednej domácnosti, ktorá by ho používala v nádrži s morskou vodou," napísal Lewis.
Výskumníci z MIT vyvinuli prenosné odsoľovacie zariadenie veľkosti kufra, ktoré dokáže premeniť slanú vodu na pitnú.stlačením tlačidla, uvádza Elisaveta M. Brandon z Fast Company.Zariadenie by mohlo byť „základným nástrojom pre ľudí na vzdialených ostrovoch, pobrežných nákladných lodiach a dokonca aj v utečeneckých táboroch blízko vody,“ napísal Brandon.
Reportérka základnej dosky Audrey Carltonová píše, že výskumníci z MIT vyvinuli „bezfiltrové, prenosné odsoľovacie zariadenie, ktoré využíva solárne generované elektrické polia na odklonenie nabitých častíc, ako je soľ, baktérie a vírusy“.Nedostatok je čoraz väčším problémom pre všetkých v dôsledku stúpajúcej hladiny morí.Nechceme pochmúrnu budúcnosť, ale chceme pomôcť ľuďom, aby boli na ňu pripravení.“
Nové prenosné solárne odsoľovacie zariadenie vyvinuté výskumníkmi MIT môže vyrábať pitnú vodudotykom tlačidla, podľa Tonyho Ho Trana z The Daily Beast.„Zariadenie nezávisí od žiadnych filtrov ako konvenčné vodárne,“ napísal Tran."Namiesto toho zabíja vodu elektrickým prúdom, aby z vody odstránila minerály, ako sú častice soli."