Imaginile descărcate de pe site-ul web al Biroului de presă al Institutului de Tehnologie din Massachusetts sunt disponibile organizațiilor non-profit, mass-media și publicului sub o licență Creative Commons Attribution NonComercial No Derivatives.Nu puteți modifica imaginile furnizate decât dacă au fost decupate la dimensiunea corectă.Creditul trebuie folosit la redarea imaginilor;dacă nu este listat mai jos, legați imaginea la „MIT”.
Cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology au dezvoltat un dispozitiv portabil de desalinizare cu o greutate mai mică de 10 kg, care elimină particulele și sarea pentru a produce apă potabilă.
Dispozitivul de dimensiunea unei valize folosește mai puțină energie decât un încărcător de telefon și poate fi alimentat și de un mic panou solar portabil care poate fi achiziționat online pentru aproximativ 50 USD.Produce automat apă potabilă care depășește standardele Organizației Mondiale a Sănătății.Tehnologia este ambalată într-un dispozitiv ușor de utilizat, care funcționează laapăsarea unui buton.
Spre deosebire de alte aparate portabile de apă care necesită ca apa să treacă printr-un filtru, acest dispozitiv folosește electricitate pentru a îndepărta particulele din apa potabilă.Înlocuirea filtrului nu este necesară, reducând considerabil nevoia de întreținere pe termen lung.
Acest lucru ar putea permite unității să fie desfășurată în zone îndepărtate și cu resurse extrem de limitate, cum ar fi comunitățile de pe insule mici sau la bordul navelor de marfă offshore.Poate fi folosit și pentru a ajuta refugiații care fug de dezastre naturale sau soldații implicați în operațiuni militare pe termen lung.
„Acesta este cu adevărat punctul culminant al unei călătorii de 10 ani pentru mine și echipa mea.De-a lungul anilor, am lucrat la fizica din spatele diferitelor procese de desalinizare, dar punând toate aceste progrese într-o cutie, construind un sistem și făcând-o în ocean.A fost foarte plină de satisfacții și o experiență plină de satisfacții pentru mine”, a declarat autorul principal Jongyoon Han, profesor de inginerie electrică, informatică și bioinginerie și membru al Laboratorului de Cercetare în Electronică (RLE).
Lui Khan i s-au alăturat primul autor Jungyo Yoon, membru RLE, Hyukjin J. Kwon, fost bursier postdoctoral, Sungku Kang, bursier postdoctoral la Universitatea Northeastern, și Comandamentul pentru Dezvoltarea Capabilităților de Luptă al Armatei SUA (DEVCOM) Eric Braque.Studiul a fost publicat online în revista Environmental Science & Technology.
Yoon a explicat că plantele comerciale portabile de desalinizare necesită de obicei pompe de înaltă presiune pentru a conduce apa prin filtre, care sunt dificil de miniaturizat fără a compromite eficiența energetică a unității.
În schimb, dispozitivul lor se bazează pe o tehnică numită polarizare cu concentrație de ioni (ICP), pe care grupul lui Khan a inițiat-o acum peste 10 ani.În loc să filtreze apa, procesul ICP aplică un câmp electric unei membrane situate deasupra și dedesubtul căii navigabile.Atunci când particulele încărcate pozitiv sau negativ, inclusiv molecule de sare, bacterii și viruși, trec prin membrană, acestea sunt respinse de ea.Particulele încărcate sunt direcționate într-un al doilea curent de apă, care este în cele din urmă ejectat.
Acest proces elimină solidele dizolvate și în suspensie, permițând apei curate să treacă prin canale.Deoarece necesită doar o pompă de joasă presiune, ICP utilizează mai puțină energie decât alte tehnologii.
Dar ICP nu îndepărtează întotdeauna toată sarea care plutește în mijlocul canalului.Deci, cercetătorii au implementat un al doilea proces numit electrodializă pentru a elimina ionii de sare rămași.
Yun și Kang au folosit învățarea automată pentru a găsi combinația perfectă de module ICP și electrodializă.Configurarea optimă constă într-un proces ICP în două etape în care apa trece prin șase module în prima etapă, apoi prin trei module în a doua etapă, urmată de un proces de electrodializă.Acest lucru reduce la minimum consumul de energie în timp ce procesul se autocurăță.
„Deși este adevărat că unele particule încărcate pot fi capturate de membrana schimbătoare de ioni, dacă sunt prinse, putem îndepărta cu ușurință particulele încărcate prin simpla schimbare a polarității câmpului electric”, a explicat Yun.
Ei au micșorat și depozitat modulele ICP și electrodializă pentru a le îmbunătăți eficiența energetică și a le permite să se potrivească în unități portabile.Cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv pentru nespecialiști pentru a începe procesul de desalinizare și curățare automată cu o singurăbuton.Odată ce salinitatea și numărul de particule scad sub anumite praguri, dispozitivul anunță utilizatorii că apa este gata de băut.
Cercetătorii au creat, de asemenea, o aplicație pentru smartphone care controlează fără fir dispozitivul și raportează date în timp real despre consumul de energie și salinitatea apei.
După experimente de laborator cu apă de diferite grade de salinitate și turbiditate (turbiditate), dispozitivul a fost testat pe teren pe plaja Carson din Boston.
Yoon și Kwon au pus cutia pe mal și au aruncat alimentatorul în apă.După aproximativ o jumătate de oră, dispozitivul a umplut un pahar de plastic cu apă potabilă curată.
„A fost foarte interesant și surprinzător că a avut succes chiar și la prima lansare.Dar cred că principalul motiv pentru succesul nostru este acumularea tuturor acestor mici îmbunătățiri pe care le-am făcut pe parcurs”, a spus Khan.
Apa rezultată depășește standardele de calitate ale Organizației Mondiale a Sănătății, iar instalația reduce cantitatea de solide în suspensie de cel puțin 10 ori.Prototipul lor produce apă potabilă cu o rată de 0,3 litri pe oră și consumă doar 20 de wați-oră pe litru.
Potrivit lui Khan, una dintre cele mai mari provocări în dezvoltarea unui sistem portabil este crearea unui dispozitiv intuitiv pe care oricine îl poate folosi.
Yoon speră să comercializeze tehnologia printr-un startup pe care intenționează să îl lanseze pentru a face dispozitivul mai ușor de utilizat și pentru a-și îmbunătăți eficiența energetică și performanța.
În laborator, Khan vrea să aplice lecțiile pe care le-a învățat în ultimul deceniu la problemele legate de calitatea apei dincolo de desalinizare, cum ar fi detectarea rapidă a contaminanților în apa potabilă.
„Este cu siguranță un proiect interesant și sunt mândru de progresul pe care l-am făcut până acum, dar mai este mult de făcut”, a spus el.
De exemplu, în timp ce „dezvoltarea sistemelor portabile folosind procese cu electromembrană este o cale originală și interesantă pentru desalinizarea apei la scară mică în afara rețelei”, efectele poluării, mai ales dacă apa are o turbiditate ridicată, pot crește semnificativ cerințele de întreținere și costurile energetice. , notează Nidal Hilal, prof. inginer și director al Centrului de Cercetare a Apei Abu Dhabi de la Universitatea din New York, care nu a fost implicat în studiu.
„O altă limitare este utilizarea materialelor scumpe”, a adăugat el.„Va fi interesant să vedem sisteme similare care folosesc materiale ieftine.”
Studiul a fost finanțat parțial de Centrul Soldaților DEVCOM, Laboratorul Abdul Latif Jameel pentru Sisteme de Apă și Alimente (J-WAFS), Programul de burse postdoctorale de la Northeastern University în Inteligența Artificială Experimentală și Institutul de Inteligență Artificială Ru.
Cercetătorii de la Laboratorul de Cercetare Electronică al MIT au dezvoltat un filtru de apă portabil care poate transforma apa de mare în apă potabilă sigură, potrivit lui Ian Mount de la Fortune.Mount scrie că cercetătorul Jongyun Khan și studentul absolvent Bruce Crawford au fondat Nona Technologies pentru a comercializa produsul.
Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts „au dezvoltat un dispozitiv de desalinizare care plutește liber, constând din mai multe straturi de evaporatoare care recuperează căldura din condensarea vaporilor de apă, crescând eficiența sa globală”, transmite Neil Nell Lewis de la CNN.„Cercetătorii sugerează că ar putea fi configurat ca un panou plutitor pe mare, cu apă dulce pe țărm sau ar putea fi proiectat să deservească o singură gospodărie folosindu-l într-un rezervor de apă de mare”, a scris Lewis.
Cercetătorii MIT au dezvoltat un dispozitiv portabil de desalinizare de dimensiunea unei valize care poate transforma apa sărată în apă potabilă laapăsarea unui buton, relatează Elisaveta M. Brandon de la Fast Company.Dispozitivul ar putea fi „un instrument esențial pentru oamenii de pe insulele îndepărtate, navele de marfă offshore și chiar taberele de refugiați din apropierea apei”, a scris Brandon.
Reporterul Motherboard Audrey Carlton scrie că cercetătorii MIT au dezvoltat „un dispozitiv de desalinizare portabil, fără filtru, care utilizează câmpuri electrice generate de soare pentru a devia particulele încărcate, cum ar fi sarea, bacteriile și virușii”.Penuria este o problemă în creștere pentru toată lumea din cauza creșterii nivelului mării.Nu ne dorim un viitor sumbru, dar vrem să ajutăm oamenii să fie pregătiți pentru el.”
Un nou dispozitiv portabil de desalinizare alimentat cu energie solară dezvoltat de cercetătorii MIT poate produce apă potabilă laatingerea unui buton, conform lui Tony Ho Tran de la The Daily Beast.„Dispozitivul nu depinde de niciun filtru precum aparatele de apă convenționale”, a scris Tran.„În schimb, electrocutează apa pentru a elimina mineralele, cum ar fi particulele de sare, din apă.”