Các nhà khoa học đã phát hiện ra một cách khử muối nước rẻ hơn và hiệu quả hơn

Loại bỏ muối khỏi nước biển để đảm bảo an toàn khi uống đồng nghĩa với việc vượt qua một số thách thức khoa học, bao gồm tối ưu hóa màng được sử dụng cho quá trình khử muối – và nghiên cứu mới về các màng này hứa hẹn sẽ giúp toàn bộ hoạt động rẻ hơn và hợp lý hơn trong tương lai.

Các nhà khoa học đã nghĩ ra một cách có khả năng làm cho màng hiệu quả hơn từ 30 đến 40% về năng lượng cần thiết để lọc nước. Chìa khóa cho cách tiếp cận của họ nằm ở mật độ của màng ở cấp độ nano. Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng việc duy trì mật độ màng không đổi quan trọng hơn chính độ dày của màng. Điều này có thể cải thiện phương pháp xử lý nước được gọi là thẩm thấu ngược, trong đó khoáng chất bị giữ lại và loại bỏ bởi một màng dưới áp suất.

Để có được bức tranh rõ ràng hơn về những màng này, Manish Kumar của Đại học Texas ở Austin và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng Phương pháp hiển vi điện tử đa phương thức, kết hợp phân tích thành phần hóa học với lập bản đồ 3D ở cấp độ nano để mô hình hóa mức độ hiệu quả của nước có thể được lọc sạch.

Nghiên cứu được thúc đẩy bởi quan sát rằng các màng dày hơn thường hoạt động tốt hơn trong quá trình khử muối, điều này phản trực giác vì nước có thể đẩy nhiều vật liệu hơn. Các mô phỏng cho thấy sự không nhất quán và "vùng chết" trong màng đóng vai trò quan trọng hơn độ dày.

Theo các nhà nghiên cứu, mật độ của các màng sẽ được phân bổ đều và có thể làm sạch nhiều nước hơn với mức tiêu thụ năng lượng ít hơn, điều này sẽ tiết kiệm tiền cho cả các tập đoàn lớn và người tiêu dùng nhỏ, cũng như cung cấp khả năng tiếp cận công nghệ rộng hơn .

Việc sản xuất nước ngọt không chỉ quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng mà còn để sử dụng trong nông nghiệp và sản xuất năng lượng. Hàng tỷ gallon nước được xử lý mỗi năm, do đó hiệu suất tăng 30-40 phần trăm có thể tạo ra sự khác biệt lớn. Có nhiều cách để làm sạch nước mặn cho các mục đích sử dụng khác, nhưng phương pháp màng lọc đã là một trong những cách hiệu quả nhất. Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang tìm cách cải thiện hơn nữa và tùy chỉnh nó cho các mục đích cụ thể.

Đọc thêm:

• Các nhà vật lý Nhật Bản đã giải quyết được vấn đề chính của màn hình OLED
• OmniVision đã giới thiệu cảm biến hình ảnh 4MP tốt nhất trong phân khúc cho camera an ninh