içinde

Deniz suyundan içme suyu ürettiler

MIT araştırmacıları deniz suyun daki parçacıkları ve tuzu kaldıran ve içme suyuna dönüştüren 10 kg’lık bir ünite geliştirmeyi başardılar.

Çalışması için 15 amperden daha az bir enerjiye ihtiyacı olan  bavul boyutundaki bu cihaz, aynı zamanda, yaklaşık 50 $ karşılığında çevrimiçi olarak satın alınabilen küçük, taşınabilir bir güneş paneli tarafından da çalıştırılabilir. Otomatik olarak Dünya Sağlık Örgütü kalite standartlarını aşan içme suyu üretir. Teknoloji, tek bir düğmeye basarak çalışan kullanıcı dostu bir cihazda paketlenmiştir.

Suyun filtrelerden geçmesini gerektiren diğer portatif tuzdan arındırma ünitelerinin aksine, bu cihaz içme suyundan partikülleri çıkarmak için elektrik gücü kullanır. Yedek filtre ihtiyacını ortadan kaldırmak, uzun vadeli bakım gereksinimlerini büyük ölçüde azaltır.

Deniz suyunu icme suyuna cevirdiler

Bu teknoloji, küçük adalardaki topluluklar veya denizcilik kargo gemilerinde bulunan topluluklar gibi uzak ve ciddi şekilde kaynak sınırlı alanlarda su ihtiyacını karşılayabilir. Ayrıca, doğal afetlerden kaçan mültecilere veya uzun süreli askeri operasyonlar yürüten askerlererinde su ihtiyacını gidermek içinde kullanılabilir.Elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi ve biyolojik mühendislik profesörü ve Elektronik Araştırma Laboratuvarı (RLE) üyesi kıdemli yazarı Jongyoon Han “Bu gerçekten benim ve grubumun çıktığı 10 yıllık yolculuğun doruk noktası. Bireysel tuzdan arındırma süreçlerinin ardındaki fizik üzerinde yıllarca çalıştık, ancak tüm bu gelişmeleri bir kutuya sığdırdık, bir sistem kurduk ve bunu bir sistem inşa ederek gösterdik. bu benim için gerçekten anlamlı ve ödüllendirici bir deneyimdi”diyor

Tuzlu suyu içme suyuna çevirmek için filtresiz teknoloji

Yoon, ticari olarak temin edilebilen portatif tuzdan arındırma ünitelerinin tipik olarak, suyu filtrelerden geçirmek için yüksek basınçlı pompalar gerektirdiğini ve bu pompaların, cihazın enerji verimliliğinden ödün vermeden küçültülmesi çok zor olduğunu açıklıyor.

Bunun yerine birimleri, 10 yıldan uzun bir süre önce Han‘ın grubunun öncülük ettiği iyon konsantrasyonu polarizasyonu (ICP) adı verilen bir tekniğe dayanır. ICP işlemi, suyu filtrelemek yerine, bir su kanalının üstüne ve altına yerleştirilen zarlara bir elektrik alanı uygular. Zarlar, akarken tuz molekülleri, bakteriler ve virüsler dahil olmak üzere pozitif veya negatif yüklü parçacıkları iter. Yüklü parçacıklar, sonunda boşaltılan ikinci bir su akışına akıtılır.

İşlem, hem çözünmüş hem de askıda katı maddeleri uzaklaştırarak temiz suyun kanaldan geçmesine izin verir. Yalnızca düşük basınçlı bir pompa gerektirdiğinden, ICP diğer tekniklerden daha az enerji kullanır. Ancak ICP, kanalın ortasında yüzen tüm tuzları her zaman ortadan kaldırmaz. Böylece araştırmacılar, kalan tuz iyonlarını gidermek için elektrodiyaliz olarak bilinen ikinci bir işlemi dahil ederler.

Yoon ve Kwon, ICP ve elektrodiyaliz modüllerinin ideal kombinasyonunu bulmak için makine öğrenimini kullandı. Optimal kurulum, suyun ilk aşamada altı modülden, ardından ikinci aşamada üç modülden ve ardından tek bir elektrodiyaliz işleminden geçtiği iki aşamalı bir ICP sürecini içerir. Bu, işlemin kendi kendini temizlemesini sağlarken enerji kullanımını en aza indirir.

Yoon, “Bazı yüklü parçacıkların iyon değişim zarı üzerinde tutulabileceği doğru olsa da, eğer sıkışırlarsa, elektrik alanının polaritesini tersine çeviririz ve yüklü parçacıklar kolayca çıkarılabilir” diye açıklıyor.

Enerji verimliliklerini artırmak ve taşınabilir bir cihaza sığmalarını sağlamak için ICP ve elektrodiyaliz modüllerini küçültüp üst üste yerleştirdiler. Araştırmacılar cihazı, otomatik tuzdan arındırma ve arıtma sürecini başlatmak için tek bir düğme ile uzman olmayanlar için tasarladı. Tuzluluk seviyesi ve partikül sayısı belirli eşiklere düştüğünde, cihaz kullanıcıya suyun içilebilir olduğunu bildirir.

Araştırmacılar ayrıca üniteyi kablosuz olarak kontrol edebilen ve güç tüketimi ve su tuzluluğu hakkında gerçek zamanlı verileri raporlayabilen bir akıllı telefon uygulaması da oluşturdu.

Teknolojinin plaj testleri

Farklı tuzluluk ve bulanıklık seviyelerinde su kullanarak laboratuvar deneyleri yaptıktan sonra, cihazı Boston‘daki Carson Beach’te bulunan plaj’da test ettiler.

Yoon ve Kwon kutuyu kıyıya yakın bir yere koydular ve besleme tüpünü suya attılar. Cihaz yaklaşık yarım saat içinde plastik bir içme kabını temiz, içilebilir suyla doldurdu.Han, “İlk denememizde bile başarılıydı, bu oldukça heyecan verici ve şaşırtıcıydı. Ancak başarılı olmamızın ana nedeni, yaptığımız boyunca yaptığımız tüm bu küçük ilerlemelerin birikimidir” diyor.

Ortaya çıkan su, Dünya Sağlık Örgütü kalite yönergelerini aştı ve ünite, askıda katı madde miktarını en az 10 kat azalttı. Prototipleri saatte 0,3 litre içme suyu üretiyor ve litre başına sadece 20 watt güç gerektiriyor. Yoon, “Şu anda, bu üretim oranını artırmak için araştırmamızı zorluyoruz” diyor.

Han, taşınabilir sistemi tasarlamanın en büyük zorluklarından birinin herkes tarafından kullanılabilecek sezgisel bir cihaz tasarlamak olduğunu söylüyor. Yoon, “teknolojiyi ticarileştirmek için planladığı bir girişim aracılığıyla cihazı daha kullanıcı dostu hale getirmeyi ve enerji verimliliğini ve üretim oranını iyileştirmeyi umuyoruz”dedi.

Laboratuvarda Han, son on yılda öğrendiği dersleri, içme suyundaki kirleticilerin hızla tespit edilmesi gibi tuzdan arındırmanın ötesine geçen su kalitesi sorunlarına uygulamak istiyor. Yoon “Bu kesinlikle heyecan verici bir proje ve şu ana kadar kaydettiğimiz ilerlemeden gurur duyuyorum, ancak daha yapılacak çok iş var” diyor.

mühendislik profesörü ve bu araştırmaya dahil olmayan New York Üniversitesi Abu Dabi Su araştırma merkezi müdürü Nidal Hilal. “Örneğin, elektro-membran proseslerini kullanan portatif sistemlerin geliştirilmesi, şebekeden bağımsız, küçük ölçekli tuzdan arındırmada gerçekçi ve heyecan verici bir yöntem olsa da, özellikle suyun yüksek bulanıklığı varsa, kirlenmenin etkileri bakım gereksinimlerini önemli ölçüde artırabilir ve enerji maliyetlerinide” diyor.

Bildiri

Ne düşünüyorsun?

Bir cevap yazın

Googlenin yeni kisisel veri politkasi

Google'nin yeni kişisel veri politikası

Akilli telefon korsanalarina karsi dikkatli olun

Akıllı telefon korsanalarına karşı dikkatli olun