Nanotechnologie hilft Salzwasser trinkbar zu machen

Forscher untersuchen Nanomaterialien für den Einsatz in Salzwasser trinkbar zu machen. Heute ist die Entsalzung von Salzwasser ist ein sehr teurer Prozess, aber die Nanotechnologie könnte das ändern.

Zwar gibt es viel Wasser um, nur ein kleiner Teil davon ist trinkbar ist. Nach Angaben der USGS (United States Geological Survey), enthalten unsere Ozeane etwa 96,5 Prozent des gesamten Wassers auf der Erde, aber offensichtlich Salzwasser ist nicht trinkbar. Dann gibt es Probleme in der Versorgung und die Qualität des Wassers.

Die Probleme reichen von der Bevölkerung der Städte für die Wassermenge zu groß ist, in Flüssen und Seen, in ländlichen Dörfern, in denen die zur Verfügung stehende Wasser verunreinigt ist, aber sie haben keine Wasseraufbereitungsanlagen. (Die Vereinten Nationen schätzen, dass 1,1 Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu Wasseraufbereitungsanlagen.)

Angesichts dieser Probleme ist die Idee von Salzwasser trinkbar zu machen ist ansprechend. Jedoch ist die damit verbundenen Kosten noch sehr hoch. Für Gemeinden in der Nähe von Meerwasser, ist die gute Nachricht, dass die Nanotechnologie die Entsalzung von Meerwasser hilft wirtschaftlicher zu gestalten.

Die natürliche Bewegung von Wassermolekülen in Salzwasser die Konzentration der Verunreinigungen zu entzerren wird Osmose genannt. Der Prozess zwingen Wassermoleküle aus Salzwasser Süßwasser ist die Umkehrung dieses Prozesses und wird daher Umkehrosmose genannt.

Die Umkehrosmoseverfahren wird in vielen Entsalzungsanlagen eingesetzt. In diesem System stellen Sie Salzwasser unter Druck, das er durch eine Membran zwingt. Die Membran ist im allgemeinen ein Polymer mit vielen nanoskaligen Poren und ist ein Material, das Wasser durch die Poren ermöglicht aber stoppt Salze und Bakterien.

Umkehrosmoseanlagen Pumpen benötigen einen ausreichenden Druck aufrecht zu erhalten, das Wasser durch die Membran sowie Reinigungsverfahren zu zwingen, Bakterien zu reinigen, die auf dem Salzwasser Seite der Membran wächst, die so genannte Fouling.

Forscher untersuchen die Verwendung von Nanomaterialien, den Druck zu reduzieren benötigte Wasser durch die Membran zu zwingen, und die Fähigkeit von Bakterien auf der Membran wachsen zu reduzieren.

Machen Wasserfluss leichter durch die Membran

Wir können, können aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen in den Membranen zu profitieren, die in der Umkehrosmose eingesetzt werden mit dem Verfahren der Entsalzung zu helfen. Zum Beispiel, eine Firma namens NanOasis arbeitet an Membranen, die einen sehr dichten Polymerfilm mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen Poren enthalten.

Da die Innenseite von Kohlenstoffnanoröhrchen sehr glatt ist, wird Wasser durch sie leichter transportiert. Und während die Nanoporen Wasser hindurchfließen, stoppen sie Salzionen, so dass dieses Verfahren ideal für die Entsalzung. Dieses Verfahren könnte die Energie für die Entsalzung von 30 bis 50 Prozent erforderlich reduzieren.

Reduzieren Bakterien in Umkehrosmose

Eine Firma namens NanoH₂O fügt Nanopartikel auf ihre Membraneigenschaften wie Oberflächenrauheit und Ladung zu optimieren. Das Unternehmen ist es gelungen, die Möglichkeit von Bakterien an der Membran haften zu reduzieren. Da Bakterien auf der Membran, die die Menge an Wasser, die durch zu reduzieren, bedeutet, dass die Bakterien auf der Membran zu reduzieren, dass Sie müssen nicht das System herunterzufahren für so oft gereinigt werden.

Entdecken kapazitive Deionisation

Ein Entsalzungsverfahren für kapazitive Deionisation hat das Potential genannt kostengünstiger als Umkehrosmose werden. Eine kapazitive Deionisation Zelle enthält zwei Elektroden, eine positiv geladene und ein negativ geladen.

Die Elektroden aufgeladen werden, weil Salz besteht aus positiven und negativen Ionen. Weil entgegengesetzte Ladungen anziehen, negativ geladenen Ionen werden zu der positiv geladenen Elektrode angezogen und positiv geladene Ionen werden zu der negativ geladenen Elektrode angezogen. Zum Beispiel, wenn Sie regelmäßig Kochsalz (Natriumchlorid) in Wasser auflösen, die Natrium- und Chlorid trennen positiv geladene Natriumionen und negativ geladenen Chloridionen zu bilden.

Wie Meerwasser durch die Zelle verläuft, befestigen die Salzionen auf die Elektroden und entionisiertes Wasser verlässt das andere Ende der Zelle. Diese Technik erfordert keine hohen Druck, um das Wasser durch die Membran zu drücken, wie bei der Umkehrosmose, so wäre es weniger teuer und weniger Strom verbrauchen.

Forscher entwickeln mit Nanomaterialien Elektroden, die die Elektrodenoberfläche zu erhöhen, was die Geschwindigkeit, mit der eine Zelle Salzionen aus dem Meerwasser erhöhen sollte entfernen können. Eine interessante Technik ist die Verwendung von Elektroden aus Graphen-Flocken aufgebaut, die Forscher an der University of South Australia unter Beweis gestellt haben. Forscher aus der ganzen Welt versuchen, auch Low-Cost-kapazitive Deionisation Systeme mit nanostrukturierten Elektroden zu entwickeln.