Οι εικόνες που έχουν ληφθεί από τον ιστότοπο του Γραφείου Τύπου του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης είναι διαθέσιμες σε μη κερδοσκοπικούς οργανισμούς, τα μέσα ενημέρωσης και το κοινό υπό την άδεια Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives.Δεν μπορείτε να τροποποιήσετε τις παρεχόμενες εικόνες εκτός εάν έχουν περικοπεί στο σωστό μέγεθος.Η πίστωση πρέπει να χρησιμοποιείται κατά την αναπαραγωγή εικόνων.εάν δεν αναφέρεται παρακάτω, συνδέστε την εικόνα στο "MIT".
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης ανέπτυξαν μια φορητή συσκευή αφαλάτωσης βάρους μικρότερης των 10 κιλών που αφαιρεί σωματίδια και αλάτι για την παραγωγή πόσιμου νερού.
Η συσκευή σε μέγεθος βαλίτσας καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από έναν φορτιστή τηλεφώνου και μπορεί επίσης να τροφοδοτηθεί από ένα μικρό φορητό ηλιακό πάνελ που μπορεί να αγοραστεί διαδικτυακά για περίπου 50 $.Παράγει αυτόματα πόσιμο νερό που υπερβαίνει τα πρότυπα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας.Η τεχνολογία είναι συσκευασμένη σε μια φιλική προς το χρήστη συσκευή που λειτουργεί στοπάτημα ενός κουμπιού.
Σε αντίθεση με άλλους φορητούς κατασκευαστές νερού που απαιτούν το νερό να περάσει μέσα από ένα φίλτρο, αυτή η συσκευή χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να αφαιρέσει σωματίδια από το πόσιμο νερό.Δεν απαιτείται αντικατάσταση φίλτρου, μειώνοντας σημαντικά την ανάγκη για μακροχρόνια συντήρηση.
Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στη μονάδα να αναπτυχθεί σε απομακρυσμένες περιοχές με περιορισμένους πόρους, όπως κοινότητες σε μικρά νησιά ή σε υπεράκτια φορτηγά πλοία.Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει πρόσφυγες που διαφεύγουν από φυσικές καταστροφές ή στρατιώτες που συμμετέχουν σε μακροχρόνιες στρατιωτικές επιχειρήσεις.
«Αυτό είναι πραγματικά το αποκορύφωμα μιας 10ετούς διαδρομής για εμένα και την ομάδα μου.Με τα χρόνια εργαζόμαστε στη φυσική πίσω από διάφορες διαδικασίες αφαλάτωσης, αλλά βάζουμε όλες αυτές τις προόδους σε ένα κουτί, χτίζουμε ένα σύστημα και το κάνουμε στον ωκεανό.Ήταν πολύ ικανοποιητική και ανταποδοτική εμπειρία για μένα», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Jongyoon Han, καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών, επιστήμης υπολογιστών και βιομηχανικής και μέλος του Εργαστηρίου Έρευνας Ηλεκτρονικών (RLE).
Στον Khan προστέθηκαν ο πρώτος συγγραφέας Jungyo Yoon, RLE Fellow, Hyukjin J. Kwon, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης, Sungku Kang, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Northeastern University, και η Διοίκηση Ανάπτυξης Μάχης του Στρατού των ΗΠΑ (DEVCOM) Eric Braque.Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο στο περιοδικό Environmental Science & Technology.
Ο Yoon εξήγησε ότι οι εμπορικές φορητές μονάδες αφαλάτωσης απαιτούν συνήθως αντλίες υψηλής πίεσης για να διοχετεύουν το νερό μέσα από φίλτρα, τα οποία είναι δύσκολο να μικροποιηθούν χωρίς να διακυβεύεται η ενεργειακή απόδοση της μονάδας.
Αντίθετα, η συσκευή τους βασίζεται σε μια τεχνική που ονομάζεται πόλωση συγκέντρωσης ιόντων (ICP), την οποία πρωτοστάτησε η ομάδα του Khan πριν από περισσότερα από 10 χρόνια.Αντί να φιλτράρει το νερό, η διαδικασία ICP εφαρμόζει ένα ηλεκτρικό πεδίο σε μια μεμβράνη που βρίσκεται πάνω και κάτω από την υδάτινη οδό.Όταν θετικά ή αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων μορίων αλατιού, βακτηρίων και ιών, περνούν μέσα από τη μεμβράνη, απωθούνται από αυτήν.Τα φορτισμένα σωματίδια κατευθύνονται σε ένα δεύτερο ρεύμα νερού, το οποίο τελικά εκτοξεύεται.
Αυτή η διαδικασία αφαιρεί τα διαλυμένα και αιωρούμενα στερεά, επιτρέποντας στο καθαρό νερό να περάσει μέσα από τα κανάλια.Επειδή απαιτεί μόνο μια αντλία χαμηλής πίεσης, το ICP χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια από άλλες τεχνολογίες.
Αλλά το ICP δεν αφαιρεί πάντα όλο το αλάτι που επιπλέει στη μέση του καναλιού.Έτσι, οι ερευνητές εφάρμοσαν μια δεύτερη διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτροδιάλυση για να αφαιρέσουν τα υπόλοιπα ιόντα άλατος.
Οι Yun και Kang χρησιμοποίησαν μηχανική εκμάθηση για να βρουν τον τέλειο συνδυασμό μονάδων ICP και ηλεκτροδιάλυσης.Η βέλτιστη ρύθμιση αποτελείται από μια διεργασία ICP δύο σταδίων όπου το νερό διέρχεται από έξι μονάδες στο πρώτο στάδιο, στη συνέχεια μέσω τριών μονάδων στο δεύτερο στάδιο, ακολουθούμενο από μια διαδικασία ηλεκτροδιάλυσης.Αυτό ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ενέργειας ενώ καθιστά τη διαδικασία αυτοκαθαριζόμενη.
«Αν και είναι αλήθεια ότι ορισμένα φορτισμένα σωματίδια μπορούν να συλληφθούν από τη μεμβράνη ανταλλαγής ιόντων, εάν παγιδευτούν, μπορούμε εύκολα να αφαιρέσουμε τα φορτισμένα σωματίδια αλλάζοντας απλώς την πολικότητα του ηλεκτρικού πεδίου», εξήγησε ο Yun.
Συρρικνώθηκαν και στοίβαξαν τις μονάδες ICP και ηλεκτροδιάλυσης για να βελτιώσουν την ενεργειακή τους απόδοση και να τους επιτρέψουν να χωρέσουν σε φορητές μονάδες.Ερευνητές ανέπτυξαν μια συσκευή για μη ειδικούς για να ξεκινήσουν τη διαδικασία αυτόματης αφαλάτωσης και καθαρισμού με ένα μόνοκουμπί.Μόλις η αλατότητα και ο αριθμός σωματιδίων πέσει κάτω από ορισμένα όρια, η συσκευή ειδοποιεί τους χρήστες ότι το νερό είναι έτοιμο για κατανάλωση.
Οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης μια εφαρμογή smartphone που ελέγχει ασύρματα τη συσκευή και αναφέρει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την κατανάλωση ενέργειας και την αλατότητα του νερού.
Μετά από εργαστηριακά πειράματα με νερό διαφόρων βαθμών αλατότητας και θολότητας (θολερότητα), η συσκευή δοκιμάστηκε στο χωράφι στην παραλία Carson της Βοστώνης.
Ο Yoon και ο Kwon τοποθέτησαν το κουτί στην όχθη και έριξαν τον τροφοδότη στο νερό.Μετά από περίπου μισή ώρα, η συσκευή γέμισε ένα πλαστικό ποτήρι με καθαρό πόσιμο νερό.
«Ήταν πολύ συναρπαστικό και εκπληκτικό το γεγονός ότι ήταν επιτυχημένο ακόμη και στην πρώτη κυκλοφορία.Αλλά νομίζω ότι ο κύριος λόγος για την επιτυχία μας είναι η συσσώρευση όλων αυτών των μικρών βελτιώσεων που κάναμε στην πορεία », είπε ο Khan.
Το νερό που προκύπτει υπερβαίνει τα ποιοτικά πρότυπα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας και η εγκατάσταση μειώνει την ποσότητα των αιωρούμενων στερεών κατά τουλάχιστον 10 φορές.Το πρωτότυπό τους παράγει πόσιμο νερό με ρυθμό 0,3 λίτρα την ώρα και καταναλώνει μόνο 20 βατώρες ανά λίτρο.
Σύμφωνα με τον Khan, μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ανάπτυξη ενός φορητού συστήματος είναι η δημιουργία μιας διαισθητικής συσκευής που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο καθένας.
Ο Yoon ελπίζει να εμπορευματοποιήσει την τεχνολογία μέσω μιας startup που σχεδιάζει να λανσάρει για να κάνει τη συσκευή πιο φιλική προς τον χρήστη και να βελτιώσει την ενεργειακή της απόδοση και την απόδοσή της.
Στο εργαστήριο, ο Khan θέλει να εφαρμόσει τα μαθήματα που έχει μάθει την τελευταία δεκαετία σε θέματα ποιότητας του νερού πέρα από την αφαλάτωση, όπως η ταχεία ανίχνευση ρύπων στο πόσιμο νερό.
«Είναι σίγουρα ένα συναρπαστικό έργο και είμαι περήφανος για την πρόοδο που έχουμε σημειώσει μέχρι τώρα, αλλά υπάρχει ακόμα πολλή δουλειά να γίνει», είπε.
Για παράδειγμα, ενώ «η ανάπτυξη φορητών συστημάτων που χρησιμοποιούν διεργασίες ηλεκτρομεμβράνης είναι μια πρωτότυπη και ενδιαφέρουσα οδός για αφαλάτωση νερού μικρής κλίμακας εκτός δικτύου», οι επιπτώσεις της ρύπανσης, ειδικά εάν το νερό έχει υψηλή θολότητα, μπορεί να αυξήσει σημαντικά τις απαιτήσεις συντήρησης και το ενεργειακό κόστος , σημειώνει ο Nidal Hilal, καθηγητής μηχανικός και διευθυντής του Κέντρου Έρευνας για το Νερό του Άμπου Ντάμπι στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
«Ένας άλλος περιορισμός είναι η χρήση ακριβών υλικών», πρόσθεσε.«Θα είναι ενδιαφέρον να δούμε παρόμοια συστήματα που χρησιμοποιούν φθηνά υλικά».
Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το DEVCOM Soldier Center, το Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), το Northeastern University Postdoctoral Fellowship Program in Experimental Artificial Intelligence και το Ru Institute of Artificial Intelligence.
Ερευνητές στο Ερευνητικό Εργαστήριο Ηλεκτρονικών του MIT ανέπτυξαν μια φορητή συσκευή παραγωγής νερού που μπορεί να μετατρέψει το θαλασσινό νερό σε ασφαλές πόσιμο νερό, σύμφωνα με τον Ian Mount του Fortune.Ο Mount γράφει ότι ο ερευνητής Jongyun Khan και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Bruce Crawford ίδρυσαν τη Nona Technologies για να εμπορευματοποιήσουν το προϊόν.
Ερευνητές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης «ανέπτυξαν μια συσκευή αφαλάτωσης ελεύθερης πλεύσης που αποτελείται από πολλαπλά στρώματα εξατμιστών που ανακτούν τη θερμότητα από τη συμπύκνωση υδρατμών, αυξάνοντας τη συνολική του απόδοση», αναφέρει ο Neil Nell Lewis του CNN.«Οι ερευνητές προτείνουν ότι θα μπορούσε να διαμορφωθεί ως πλωτό πάνελ στη θάλασσα, να διοχετεύεται γλυκό νερό στην ακτή ή να σχεδιαστεί για να εξυπηρετεί ένα μόνο νοικοκυριό που το χρησιμοποιεί σε δεξαμενή θαλασσινού νερού», έγραψε ο Lewis.
Οι ερευνητές του MIT ανέπτυξαν μια φορητή συσκευή αφαλάτωσης μεγέθους βαλίτσας που μπορεί να μετατρέψει το αλμυρό νερό σε πόσιμο νερό στοπάτημα ενός κουμπιού, αναφέρει η Elisaveta M. Brandon της Fast Company.Η συσκευή θα μπορούσε να είναι «ένα ουσιαστικό εργαλείο για τους ανθρώπους σε απομακρυσμένα νησιά, υπεράκτια φορτηγά πλοία, ακόμη και σε καταυλισμούς προσφύγων κοντά στο νερό», έγραψε ο Μπράντον.
Η δημοσιογράφος της μητρικής πλακέτας Audrey Carlton γράφει ότι οι ερευνητές του MIT έχουν αναπτύξει «μια φορητή συσκευή αφαλάτωσης χωρίς φίλτρο που χρησιμοποιεί ηλεκτρικά πεδία που παράγονται από τον ήλιο για να εκτρέπει φορτισμένα σωματίδια όπως αλάτι, βακτήρια και ιούς».Η σπανιότητα είναι ένα αυξανόμενο πρόβλημα για όλους λόγω της ανόδου της στάθμης της θάλασσας.Δεν θέλουμε ένα ζοφερό μέλλον, αλλά θέλουμε να βοηθήσουμε τους ανθρώπους να είναι προετοιμασμένοι για αυτό».
Μια νέα φορητή συσκευή αφαλάτωσης με ηλιακή ενέργεια που αναπτύχθηκε από ερευνητές του MIT μπορεί να παράγει πόσιμο νερό στοπάτημα ενός κουμπιού, σύμφωνα με τον Tony Ho Tran του The Daily Beast.«Η συσκευή δεν εξαρτάται από κανένα φίλτρο, όπως οι συμβατικοί νεροπαραγωγοί», έγραψε ο Tran.«Αντίθετα, προκαλεί ηλεκτροπληξία στο νερό για να αφαιρέσει μέταλλα, όπως σωματίδια αλατιού, από το νερό».