Технология за зареждане на батерии обезсолява вода евтино и гъвкаво

Технологията, която зарежда батериите за електронните ни устройства, може да осигури питейна вода от солените морета, твърди ново проучване на инженери от Университета на Илинойс. Ток, минаващ през батерия, пълна със солена вода, извлича солените частици от водата и я оставя чиста и годна за пиене.

Професорът по инженерна механика от Илинойс Кайл Смит и студентът Рилан Д’Мело публикуваха своята разработка в „Журнал на електрохимичното общество“.

batterytechn

„Ние разработихме устройство, което използва материали, типични за батериите, за да извлече солта от водата с най-малкото количество енергия, което е възможно“, казва Смит. „Това, от което съм развълнуван, … е че ние представяме нов тип устройство за общността на [специалистите по] батерии и общността на [специалистите по] обезсоляване“.

Интересът към технологиите за обезсоляване на вода постоянно нарастват, особено в районите с интензивно засушаване. Въпреки това мащабните инсталации за сега са непосилни. Пред тях има както технологични пречки, така и проблеми с огромните количества енергия, необходима за обезсоляването. Най-чето използваният метод, обратната осмоза, изтласква вода през мембрана, която „обира“ от солта, което скъп и енергоемък процес. За разлика от това методът с батерията използва електричество, за да „изхвърли“ солните йони от водата.

Изследователите били вдъхновени от натриево-йонните батерии, които съдържат солена вода. Тези батерии са с две камери, положителен електрод и отрицателен електрод, както и „разделител“ по средата, през който преминават йоните. Когато батерията се разрежда, натриевите и хлорните йони – двата елемента на солта – биват привлечени в едната камера, оставяйки обезсолена вода в другата.

При нормалната батерия, йоните се разреждат във водата отново, когато токът протича в обратната посока. Изследователите от Илинойс решили да намерят начин да задържат солта отделно от изчистената вода.

„При конвенционалната батерия сепараторът позволява на солта да се разтвори от положителния електрод към отрицателния електрод,“ обяснява Смит. „Това ограничава възможостите за извличане на солта. Ние сложихме мембрана, която блокира натрия между двата електрода, така че бихме могли да го задържим отделно от другата страна, където е обезсолената вода“.

Този подход има няколко редимства пред обратната осмоза. Самото устройство – батерията – може да бъде по-малко или по-голямо в зависимост от различните приложения. За сравнение, инсталациите за обратна осмоза трябва да са много големи, за да бъде ефективни и рентабилни, казва Смит.

Енергията, необходима за изпомпване на водата, е много по-малко, тъй като е достатъчно водата просто да потече през електродите, вместо да се прокарване през мембрана посредством налягане. Това означава много по-малка потребнот от енергия, всъщност близо до абсолютния минимум, изискван от природата, казва професорът. На свой ред това означава по-малко разходи.

В допълнение, дебитът на водата, преминаваща през системата, може да се регулира по-лесно в сравнение с други видове технологии за обезсоляване, които изискват по-сложни тръбопроводни системи.

Смит и Д’Мело са провели серия проучвания чрез моделиране, за да видят как устройството им може да работи при солеви концентрации, по-високи от тези на морската вода. Те установили, че технологията може да пречисти около 80 на сто водата за обезсоляване. Техните обаче симулации не отчитат наличието на други замърсители във водата, затова сега двамата работят по други експерименти за прочистване на морска вода.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*