Penyahsalinan MIT mudah alih membuat air minuman untuk 20Wj/liter

Kemas kini: 10 Ogos 2023

Penyahsalinan MIT mudah alih membuat air minuman untuk 20Wj/liter

Dibangunkan di bawah jurutera elektrik Profesor Jongyoon Han, unit ini dimuatkan ke dalam beg pakaian kecil, dan bergantung pada pelbagai peringkat 'polarisasi kepekatan ion' (ICP), diikuti oleh elektrodialisis untuk mengurangkan kepekatan garam sisa.

ICP, yang dipelopori oleh kumpulan Han, menggunakan medan elektrik pada membran di atas dan di bawah saluran air yang mengalir.

Membran menolak zarah bercas positif atau negatif - termasuk molekul garam, bakteria dan virus, menurut universiti. Zarah-zarah bercas yang tertarik ini diarahkan ke dalam aliran air sisa untuk dilepaskan.

Ia juga mengeluarkan pepejal terlarut dan terampai. "Memandangkan ia hanya memerlukan pam tekanan rendah, ICP menggunakan kurang tenaga berbanding teknik lain," kata MIT. ICP tidak selalu mengeluarkan semua garam di tengah saluran air, oleh itu langkah elektrodialisis untuk mengurangkan sisa ion garam.

Pembelajaran mesin digunakan untuk mengoptimumkan nisbah ICP/elektrodialisis, dengan pembuktian konsep mempunyai proses ICP dua peringkat, diikuti dengan satu peringkat elektrodialisis yang "meminimumkan penggunaan tenaga sambil memastikan proses itu kekal membersihkan diri," kata MIT .

"Walaupun benar bahawa sesetengah zarah bercas boleh ditangkap pada membran pertukaran ion, jika ia terperangkap, kita hanya membalikkan kekutuban medan elektrik dan zarah bercas boleh dikeluarkan dengan mudah," tambah rakan penyelidik Junghyo Yoon.

Untuk kesederhanaan, tindanan ICP telah dimodulasi: dengan enam modul di peringkat pertama kemudian tiga di peringkat kedua.

Air dengan 2.5-45g/liter garam (payau kepada air laut) boleh ditukar menjadi air minuman gred Pertubuhan Kesihatan Sedunia pada penggunaan kuasa antara 0.4 hingga 26.6Wh/liter.

Direka bentuk untuk dikendalikan oleh bukan pakar, prototaip <10kg (lihat foto) mempunyai butang tunggal untuk memulakan penyahgaraman dan penulenan, serta pemberitahuan untuk menunjukkan masa kemasinan dan kiraan zarah boleh diterima untuk diminum. Ia telah ditunjukkan menghasilkan air boleh diminum terus dari laut pada 0.3 liter/j untuk 20Wj/liter.

"Ini benar-benar kemuncak perjalanan 10 tahun yang saya dan kumpulan saya telah lalui," kata ketua projek Han. "Kami bekerja selama bertahun-tahun pada fizik di sebalik proses penyahgaraman individu, tetapi menolak semua kemajuan itu ke dalam kotak, membina sistem, dan menunjukkannya di lautan, itu adalah pengalaman yang sangat bermakna dan bermanfaat untuk saya."

Kerja ini telah diterbitkan sebagai 'Sistem penyahgaraman air laut mudah alih untuk menjana air boleh diminum di lokasi terpencil' dalam Sains Alam Sekitar & Teknologi – maklumat sokongan boleh dilihat tanpa bayaran.