Про вдосконалення методу опріснення води

Про вдосконалення методу опріснення води
Симулювання руху води крізь напівпроникні мембрани показало, що забезпечення їхньої внутрішньої однорідності може підвищити дієвість опріснення води на 30-40%, фото Enrique Gomez

В умовах сучасної нестачі запасів питної води опріснення води є вкрай важливим. Американські науковці вдосконалили метод опріснення води, що дозволяє значно спростити цей процес і збільшити продуктивність на 30-40%.

Дослідники із Техаського університету в Остіні та Державного університету Айови повідомили, що їм вдалося удосконалити технологію зворотного осмосу — метод опріснення води, відомий людству вже понад 200 років. Планують, що відкриття покращить дієвість технології опріснення на 30-40%, повідомляє видання Science.

Зворотний осмос — це технологія очищення води з використанням напівпроникних мембран для відокремлення води від непотрібних молекул та іонів, ґрунтується на природному осмосі – рух води через мембрани з більш насиченого розчину в менш насичений.

Під час зворотного осмосу воду пропускають крізь мембрани під тиском, унаслідок цього процесу вона очищається від органічних і неорганічних домішок і стає придатною для пиття. Головна проблема — вдосконалення напівпроникних мембран, через які проходить солона вода.

Продавлювання води скрізь мембрани потребує багато енергії, і науковці ще й досі точно не знають, що саме в цей час відбувається з водою.

Тепер, завдяки зусиллям дослідників та двох американських водоочисних компаній — Dow Chemical Company та DuPont Water Solutions — можна дещо більше розказати про властивості напівпроникних мембран, які застосовуються при зворотному осмосі. Зокрема й те, що важливу роль грає однорідність цих мембран на нанорівні.

Ідея, що лягла в основу розробки, ґрунтувалася на спостереженнях, що технологія зворотного осмосу буде більш дієвою, якщо мембрани будуть більш товстими. На перший погляд, це нелогічно, адже вода проходитиме через більшу кількість матеріалу.

Колеги техаських дослідників із Університету Айови створили 3D-модель такої мембрани на комп’ютері й простимулювали рух води крізь неї. З’ясувалося, що товщина мембрани майже не грає суттєвої ролі, на швидкість проходження води більш впливає однорідність та наявність порожнин у ній. Якщо мембрана товста й однорідна, то за меншої енергії через неї можна пропустити більше неопрісненої води. Експериментально авторам дослідження під час застосування зворотного осмосу вдалося досягти збільшення дієвості на 30-40%.

Солона вода (а це океани і моря) складає близько 97% всієї води на планеті. За даними ВОЗ, понад 785 млн людей у всьому світі вже не мають доступу до питної води. Через глобальні зміни клімату кількість таких людей буде збільшуватися. Тобто солона вода — це величезний ресурс для забезпечення населення питною водою, тому вчені шукають способи опріснення води.

«Нестача води, посухи — з погіршенням погодних умов ці проблеми лише загостряться. Тому важливо мати доступ до запасів чистої води», — розказує співавтор дослідження Енріке Гомес.