Потребность в практической технологии опреснения воды повышается в контексте глобального изменения климата. Прибрежные районы, где повышение морской воды могло вторгнуться и загрязнить водоносные слои грунтовой воды, представить всего одну проблемную область.
Как спрос на уменьшение исходных увеличений чистой воды, увеличится потребность в опреснении воды жесткой воды более низкой солености из внутренних и промышленных источников, сказали исследователи.Иллинойс механическая наука и технический преподаватель Кайл Смит и его соавторы опубликовал исследование, демонстрирующее жизнеспособность этой подобной батарее технологии в журнале Electrochimica Acta.
В предыдущем исследовании Смит и его соавторы использовали теоретическое моделирование, чтобы показать, что технология, используемая в батареях иона натрия, может эффективно опреснять морскую воду. Их теория указывает, что при помощи электродов, которые содержат ионы натрия и хлорида, соль вытянута и проведена в палате, отдельной от очищенной воды.«В нашем новом исследовании мы построили и экспериментировали с подобным батарее устройством, которое использует электроды, сделанные из различного материала. Тот материал может удалить из жесткой воды не только ионы натрия, но также и калий, кальций, магний и других», сказал Смит. «Это важно, потому что соленые и жесткие воды не содержат просто поваренной соли.
Это часто находится в соединении с другими солями как калий, кальций и марганцевый хлорид».Новый материал – химический аналог к составному прусскому синему – интенсивный пигмент, используемый в чернилах для проектов. Это работает, беря и держа положительно заряженные ионы как натрий в его кристаллической структуре, сказал Смит.«Соревнование между темпом распространения положительно заряженного иона в кристаллической структуре и объемом, в котором могут быть сохранены ионы, создает подобную ловушке структуру», сказал Смит. «Они входят легко, но не могут выйти».
Есть другие материалы, которые могут обеспечить положительные ионы, но прусский синий аналог обладает дополнительным преимуществом – это потенциально очень дешево к источнику.«Чтобы заставить технологию как это быть экономически целесообразной, это должно быть дешево и, идеально, обладать некоторым преимуществом с добавленной стоимостью», сказал Смит. «Показывая, что наше устройство работает хорошо с водами более низкой солености, дверью для использования с внутренними жесткими водами и возможно промышленные сточные воды открылись».Смит и его соавторы показывают, что объем соленого удаления достаточен, чтобы продемонстрировать их понятие, используя жесткую воду.
Однако дальнейшее исследование необходимо, чтобы определить, как удаление солей от морской воды более высокой солености и сточных вод повлияет на ту энергоэффективность.