Dikembangkan di bawah insinyur listrik Profesor Jongyoon Han, unit ini muat ke dalam koper kecil, dan bergantung pada beberapa tahap 'polarisasi konsentrasi ion' (ICP), diikuti dengan elektrodialisis untuk mengurangi konsentrasi garam sisa.
ICP, dipelopori oleh kelompok Han, menerapkan medan listrik ke membran di atas dan di bawah saluran air yang mengalir.
Ini juga menghilangkan padatan terlarut dan tersuspensi. “Karena hanya membutuhkan pompa bertekanan rendah, ICP menggunakan lebih sedikit energi daripada teknik lainnya,” kata MIT. ICP tidak selalu menghilangkan semua garam di tengah saluran air, oleh karena itu dilakukan langkah elektrodialisis untuk mengurangi sisa ion garam.
Pembelajaran mesin digunakan untuk mengoptimalkan rasio ICP/elektrodialisis, dengan proof-of-concept memiliki proses ICP dua tahap, diikuti oleh satu tahap elektrodialisis yang “meminimalkan penggunaan energi sambil memastikan proses tetap membersihkan diri,” kata MIT .
“Meskipun benar bahwa beberapa partikel bermuatan dapat ditangkap pada membran pertukaran ion, jika mereka terjebak, kita hanya membalikkan polaritas medan listrik dan partikel bermuatan dapat dengan mudah dihilangkan,” tambah rekan peneliti Junghyo Yoon.
Untuk kesederhanaan, tumpukan ICP telah dimodulasi: dengan enam modul di tahap pertama, lalu tiga di tahap kedua.
Air dengan 2.5-45g/liter garam (payau hingga air laut) dapat diubah menjadi air minum kelas Organisasi Kesehatan Dunia dengan konsumsi daya mulai dari 0.4 hingga 26.6Wh/liter.
Dirancang untuk dioperasikan oleh non-ahli, prototipe <10kg (lihat foto) memiliki satu tombol untuk memulai desalinasi dan pemurnian, ditambah pemberitahuan untuk menunjukkan kapan salinitas dan jumlah partikel dapat diterima untuk diminum. Telah dibuktikan memproduksi air minum langsung dari laut dengan kecepatan 0.3 liter/jam untuk 20Wh/liter.
“Ini benar-benar puncak dari perjalanan 10 tahun yang telah saya dan kelompok saya jalani,” kata pemimpin proyek Han. “Kami bekerja selama bertahun-tahun pada fisika di balik proses desalinasi individu, tetapi mendorong semua kemajuan itu ke dalam kotak, membangun sistem, dan mendemonstrasikannya di lautan, itu adalah pengalaman yang sangat berarti dan bermanfaat bagi saya.”
Karya ini telah diterbitkan sebagai 'Sistem desalinasi air laut portabel untuk menghasilkan air minum di lokasi terpencil' di Environmental Science & Teknologi – informasi pendukung dapat dilihat tanpa pembayaran.