Deniz suyunun tuzdan arındırılması için yerleşik iki süreç vardır ve her ikisinin de dezavantajları vardır: Suyun yüksek basınç altında bir zardan geçmeye zorlandığı “ters osmoz” tüm kirleticileri gideremez. Damıtma ultra saf su üretebilse de, aynı zamanda çok fazla enerji gerektirir. Colorado Üniversitesi’ndeki araştırmacılar şimdi ters ozmoz ve damıtmanın faydalarını birleştirmeyi amaçlayan bir tuzdan arındırma işlemi sundular.
Duyuru
60 ila 90 nanometre arasında değişen küçük gözeneklere sahip bir alüminyum oksit membrana dayanmaktadır. Bu zarın bir tarafı florlu alkilsilan ile kaplanmıştır. Bu, gözeneklerin bir tarafını su geçirmez (“hidrofobik”) yapar. Sıvı su artık gözeneklere nüfuz edemez ve hava ile dolu kalır. Bununla birlikte, tuzdan arındırılacak su birkaç on barlık yüksek bir basınca tabi tutulursa, hidrofobik gözeneklerle temas halinde olan yüzeyde buharlaşır ve 200 nanometreden daha az kalınlığa sahip mevcut hava tabakasına gaz halinde nüfuz eder. Gözeneklerin diğer kaplanmamış tarafında su ile temas ederse burada tekrar yoğuşur. Yani bu aynı zamanda bir tür damıtmadır, ancak ısı tarafından değil, basınç tarafından yürütülür.
Basınç kontrollü buhar aktarımı için ultra ince hava sürükleme membranlarının tasarımı.
(Resim: Nguyen ve diğerleri, Sci. Adv. 9, eadg6638 (2023) 14 Temmuz 2023)
Sadece tuz uzaklaştırılmadı
Araştırmacılar makalelerinde, “Basınçlı damıtma yoluyla tuzdan arındırmanın uygulanabilirliği teoriden bellidir, ancak uygun zarların bulunmaması nedeniyle sistemin gösterilmesi henüz mümkün olmamıştır” diye yazıyorlar. Hesaplamalarına göre, bir metrekare membran, 12 bar basınçta saatte 88 kilogram suyu tuzdan arındırabiliyor. Sadece tuzun %99,8’i değil, aynı zamanda bor, üre ve dimetilnitrosamin gibi diğer kirleticilerin de %99,1’e varan oranı giderilmiştir. Klasik ters ozmoz, bu maddelerin yalnızca yaklaşık %45’ini giderebilir. Bu nedenle, tuzdan arındırılmış su genellikle ikinci bir aşamada arıtılmalıdır. Bu adım, yeni yöntemle atlanacaktır.
Yeni membran ayrıca geleneksel osmoz membranlarını tıkayan klor ve ozona karşı da duyarsızdır. Ancak şimdiye kadar, suyun yüzey gerilimini azaltan yüzey aktif maddeler ve biyolojik kirlenme (“kirlenme”) ile daha az başa çıkabildi. Araştırmacılara göre, uygun membranlar yalnızca alüminyum oksitten değil, hidrofobik polimerler gibi diğer malzemelerden de yapılabilir. Makale, membranların büyük ölçekte nasıl üretilebileceğini ve nasıl daha da sağlam hale getirilebileceğini daha fazla araştırmanın konusu olduğunu söylüyor.
(gr)
Haberin Sonu
Duyuru
60 ila 90 nanometre arasında değişen küçük gözeneklere sahip bir alüminyum oksit membrana dayanmaktadır. Bu zarın bir tarafı florlu alkilsilan ile kaplanmıştır. Bu, gözeneklerin bir tarafını su geçirmez (“hidrofobik”) yapar. Sıvı su artık gözeneklere nüfuz edemez ve hava ile dolu kalır. Bununla birlikte, tuzdan arındırılacak su birkaç on barlık yüksek bir basınca tabi tutulursa, hidrofobik gözeneklerle temas halinde olan yüzeyde buharlaşır ve 200 nanometreden daha az kalınlığa sahip mevcut hava tabakasına gaz halinde nüfuz eder. Gözeneklerin diğer kaplanmamış tarafında su ile temas ederse burada tekrar yoğuşur. Yani bu aynı zamanda bir tür damıtmadır, ancak ısı tarafından değil, basınç tarafından yürütülür.
Basınç kontrollü buhar aktarımı için ultra ince hava sürükleme membranlarının tasarımı.
(Resim: Nguyen ve diğerleri, Sci. Adv. 9, eadg6638 (2023) 14 Temmuz 2023)
Sadece tuz uzaklaştırılmadı
Araştırmacılar makalelerinde, “Basınçlı damıtma yoluyla tuzdan arındırmanın uygulanabilirliği teoriden bellidir, ancak uygun zarların bulunmaması nedeniyle sistemin gösterilmesi henüz mümkün olmamıştır” diye yazıyorlar. Hesaplamalarına göre, bir metrekare membran, 12 bar basınçta saatte 88 kilogram suyu tuzdan arındırabiliyor. Sadece tuzun %99,8’i değil, aynı zamanda bor, üre ve dimetilnitrosamin gibi diğer kirleticilerin de %99,1’e varan oranı giderilmiştir. Klasik ters ozmoz, bu maddelerin yalnızca yaklaşık %45’ini giderebilir. Bu nedenle, tuzdan arındırılmış su genellikle ikinci bir aşamada arıtılmalıdır. Bu adım, yeni yöntemle atlanacaktır.
Yeni membran ayrıca geleneksel osmoz membranlarını tıkayan klor ve ozona karşı da duyarsızdır. Ancak şimdiye kadar, suyun yüzey gerilimini azaltan yüzey aktif maddeler ve biyolojik kirlenme (“kirlenme”) ile daha az başa çıkabildi. Araştırmacılara göre, uygun membranlar yalnızca alüminyum oksitten değil, hidrofobik polimerler gibi diğer malzemelerden de yapılabilir. Makale, membranların büyük ölçekte nasıl üretilebileceğini ve nasıl daha da sağlam hale getirilebileceğini daha fazla araştırmanın konusu olduğunu söylüyor.
(gr)
Haberin Sonu