Ελπίδες για φθηνή "φορητή αφαλάτωση" στο μέλλον
Επιστήμονες στις ΗΠΑ κατάφεραν, για πρώτη φορά, να κατασκευάσουν μια μικροσκοπική συσκευή που αφαιρεί το αλάτι από το θαλασσινό νερό, ανοίγοντας το δρόμο για τη δημιουργία φτηνών μικρής κλίμακας φορητών εγκαταστάσεων αφαλάτωσης, που θα μπορούν να δουλεύουν ακόμα και με μπαταρίες.
Κάτι τέτοιο θα ήταν πολύτιμο για περιοχές που πλήττονται από ξηρασία ή σε περιπτώσεις καταστροφών του δικτύου ύδρευσης, κυρίως σε φτωχές χώρες.
Η εφεύρεση, η ανακοίνωση της οποίας συμπίπτει με τον εορτασμό στις 22 Μαρτίου της Παγκόσμιας Ημέρας Νερού του ΟΗΕ, είναι προϊόν του Γιογνκιόν Χαν και των συνεργατών του στο τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανολόγων και επιστήμης των υπολογιστών του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό "Nature Nanotechnology", σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο και τα περιοδικά "Nature" και "Science".
Μέχρι σήμερα, οι μεγάλες συμβατικές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης, που εφαρμόζουν την τεχνολογία της "αντίστροφης όσμωσης", δημιουργώντας πόσιμο νερό για ολόκληρες πόλεις, υποχρεώνουν το θαλασσινό νερό να διέλθει μέσω μιας μεμβράνης, η οποία διακρατά το αλάτι. Όμως η διαδικασία είναι ενεργοβόρα και η μεμβράνη συχνά φράζει, ενώ οι εγκαταστάσεις είναι ογκώδεις, στάσιμες και ακριβές.
Αντίθετα, η νέα τεχνολογία υπόσχεται αφαλάτωση από φορητές, φθηνές και ενεργειακά "ολιγαρκείς" συσκευές.
Η νέα μέθοδος βασίζεται στην αποκαλούμενη πόλωση της συγκέντρωσης των ιόντων, που λαμβάνει χώρα όταν ένα ρεύμα φορτισμένων ιόντων περνάει μέσα από ένα "κανάλι" επιλογής των ιόντων. Κατά μήκος του καναλιού υπάρχει ένα ηλεκτρικό δυναμικό που απωθεί τα φορτισμένα σωματίδια. Έτσι, αναγκάζει το υγρό να διαχωριστεί σε δύο ρεύματα, ένα με φορτισμένα και ένα με ουδέτερα σωματίδια.
Όταν το θαλασσινό νερό διέρχεται μέσω της μεμβράνης-καναλιού, τα ιόντα του άλατος, καθώς επίσης οι τυχόν ιοί και οι άλλοι μικροοργανισμοί που υπάρχουν μέσα στο νερό, ωθούνται στο πλάι. Έτσι, το πιο αλατισμένο νερό απομονώνεται και μένει μόνο το αφαλατωμένο νερό, το οποίο περνά μέσα από την μεμβράνη στην άλλη πλευρά.
Το ποσοστό απόδοσης της συσκευής είναι 50%, δηλαδή αφαλατώνεται το μισό από το νερό που αρχικά χρησιμοποιείται. Το 99% του αλατιού έχει αφαιρεθεί από το ήμισυ της ποσότητας του νερού που έχει αφαλατωθεί.
Οι ερευνητές κατόρθωσαν να φτιάξουν ένα νανο-τσιπ με εμβαδόν μόλις λίγων τετραγωνικών χιλιοστών, το οποίο αφαλατώνει δέκα μικρολίτρα νερού το λεπτό.
Όμως πολλά τέτοια νανο-τσιπάκια μπορούν να συνδυαστούν σε μια μεγαλύτερη συσκευή ή εγκατάσταση αφαλάτωσης, που θα έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα χρειαστεί να ενωθούν 1.600 τέτοια νανο-τσιπ πάνω σε μια ενιαία επιφάνεια, για να αφαλατώνουν 300 χιλιοστόλιτρα νερού ανά λεπτό.
Ήδη οι ερευνητές έχουν κατοχυρώσει μια εμπορική πατέντα για την τεχνολογία του, όμως εκτιμάται ότι θα χρειαστούν μερικά χρόνια για να βγει στην αγορά μια φορητή συσκευή, καθώς πρέπει να ξεπεραστούν διάφορα τεχνικά εμπόδια, όσο μεγαλώνει η κλίμακα εφαρμογής της νέας τεχνολογίας. Το κόστος ενός τέτοιου μελλοντικού μικρού συστήματος αφαλάτωσης δεν μπορεί να υπολογιστεί προς το παρόν.
skai.gr
Κάτι τέτοιο θα ήταν πολύτιμο για περιοχές που πλήττονται από ξηρασία ή σε περιπτώσεις καταστροφών του δικτύου ύδρευσης, κυρίως σε φτωχές χώρες.
Η εφεύρεση, η ανακοίνωση της οποίας συμπίπτει με τον εορτασμό στις 22 Μαρτίου της Παγκόσμιας Ημέρας Νερού του ΟΗΕ, είναι προϊόν του Γιογνκιόν Χαν και των συνεργατών του στο τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανολόγων και επιστήμης των υπολογιστών του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό "Nature Nanotechnology", σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο και τα περιοδικά "Nature" και "Science".
Μέχρι σήμερα, οι μεγάλες συμβατικές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης, που εφαρμόζουν την τεχνολογία της "αντίστροφης όσμωσης", δημιουργώντας πόσιμο νερό για ολόκληρες πόλεις, υποχρεώνουν το θαλασσινό νερό να διέλθει μέσω μιας μεμβράνης, η οποία διακρατά το αλάτι. Όμως η διαδικασία είναι ενεργοβόρα και η μεμβράνη συχνά φράζει, ενώ οι εγκαταστάσεις είναι ογκώδεις, στάσιμες και ακριβές.
Αντίθετα, η νέα τεχνολογία υπόσχεται αφαλάτωση από φορητές, φθηνές και ενεργειακά "ολιγαρκείς" συσκευές.
Η νέα μέθοδος βασίζεται στην αποκαλούμενη πόλωση της συγκέντρωσης των ιόντων, που λαμβάνει χώρα όταν ένα ρεύμα φορτισμένων ιόντων περνάει μέσα από ένα "κανάλι" επιλογής των ιόντων. Κατά μήκος του καναλιού υπάρχει ένα ηλεκτρικό δυναμικό που απωθεί τα φορτισμένα σωματίδια. Έτσι, αναγκάζει το υγρό να διαχωριστεί σε δύο ρεύματα, ένα με φορτισμένα και ένα με ουδέτερα σωματίδια.
Όταν το θαλασσινό νερό διέρχεται μέσω της μεμβράνης-καναλιού, τα ιόντα του άλατος, καθώς επίσης οι τυχόν ιοί και οι άλλοι μικροοργανισμοί που υπάρχουν μέσα στο νερό, ωθούνται στο πλάι. Έτσι, το πιο αλατισμένο νερό απομονώνεται και μένει μόνο το αφαλατωμένο νερό, το οποίο περνά μέσα από την μεμβράνη στην άλλη πλευρά.
Το ποσοστό απόδοσης της συσκευής είναι 50%, δηλαδή αφαλατώνεται το μισό από το νερό που αρχικά χρησιμοποιείται. Το 99% του αλατιού έχει αφαιρεθεί από το ήμισυ της ποσότητας του νερού που έχει αφαλατωθεί.
Οι ερευνητές κατόρθωσαν να φτιάξουν ένα νανο-τσιπ με εμβαδόν μόλις λίγων τετραγωνικών χιλιοστών, το οποίο αφαλατώνει δέκα μικρολίτρα νερού το λεπτό.
Όμως πολλά τέτοια νανο-τσιπάκια μπορούν να συνδυαστούν σε μια μεγαλύτερη συσκευή ή εγκατάσταση αφαλάτωσης, που θα έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα χρειαστεί να ενωθούν 1.600 τέτοια νανο-τσιπ πάνω σε μια ενιαία επιφάνεια, για να αφαλατώνουν 300 χιλιοστόλιτρα νερού ανά λεπτό.
Ήδη οι ερευνητές έχουν κατοχυρώσει μια εμπορική πατέντα για την τεχνολογία του, όμως εκτιμάται ότι θα χρειαστούν μερικά χρόνια για να βγει στην αγορά μια φορητή συσκευή, καθώς πρέπει να ξεπεραστούν διάφορα τεχνικά εμπόδια, όσο μεγαλώνει η κλίμακα εφαρμογής της νέας τεχνολογίας. Το κόστος ενός τέτοιου μελλοντικού μικρού συστήματος αφαλάτωσης δεν μπορεί να υπολογιστεί προς το παρόν.
skai.gr
