Desarrollada por el ingeniero eléctrico, el profesor Jongyoon Han, la unidad cabe en una maleta pequeña y se basa en múltiples etapas de 'polarización de concentración de iones' (ICP), seguida de electrodiálisis para reducir la concentración de sal residual.
ICP, iniciado por el grupo de Han, aplica un campo eléctrico a las membranas por encima y por debajo de un canal de agua que fluye.
También elimina sólidos disueltos y suspendidos. “Dado que solo requiere una bomba de baja presión, ICP usa menos energía que otras técnicas”, dijo el MIT. ICP no siempre elimina todas las sales en el medio del canal de agua, de ahí el paso de electrodiálisis para reducir los iones de sal residuales.
El aprendizaje automático se utilizó para optimizar la relación ICP/electrodiálisis, y la prueba de concepto tiene un proceso ICP de dos etapas, seguido de una sola etapa de electrodiálisis que "minimiza el uso de energía y garantiza que el proceso siga siendo autolimpiante", dijo el MIT. .
“Si bien es cierto que algunas partículas cargadas podrían capturarse en la membrana de intercambio iónico, si quedan atrapadas, simplemente invertimos la polaridad del campo eléctrico y las partículas cargadas se pueden eliminar fácilmente”, agregó el investigador Junghyo Yoon.
Para simplificar, las pilas ICP se han modularizado: con seis módulos en la primera etapa y luego tres en la segunda.
El agua con 2.5-45 g/litro de sal (salobre a agua de mar) se puede convertir en agua potable de grado de la Organización Mundial de la Salud con un consumo de energía que oscila entre 0.4 y 26.6 Wh/litro.
Diseñado para ser operado por no expertos, el prototipo de <10 kg (ver fotos) tiene un solo botón para iniciar la desalinización y la purificación, además de una notificación para indicar cuándo la salinidad y el recuento de partículas son aceptables para beber. Se ha demostrado que produce agua potable directamente del mar a 0.3 l/h para 20 Wh/l.
“Esta es realmente la culminación de un viaje de 10 años en el que mi grupo y yo hemos estado”, dijo Han, líder del proyecto. “Trabajamos durante años en la física detrás de los procesos de desalinización individuales, pero poner todos esos avances en una caja, construir un sistema y demostrarlo en el océano, fue una experiencia realmente significativa y gratificante para mí”.
El trabajo ha sido publicado como 'Sistema portátil de desalinización de agua de mar para generar agua potable en ubicaciones remotas' en Environmental Science & Tecnología – la información de respaldo se puede ver sin pago.