Uzdatnianie wody morskiej układem zasilanym energią słoneczną

fot. Christina Kekka/Flickr

Korzystając z nowo opracowanego mikroprzepływowego urządzenia, można szybko i tanio uzyskać słodką, zdatną do picia wodę z wody morskiej. Co więcej nowoczesny układ odsalający może być napędzany energią pozyskiwaną ze światła słonecznego, donosi "Nature Nanotechnology". 

Słodka i zdatna do picia woda, to niestety niemal nieosiągalny luksus dla części mieszkańców naszego globu. Bywa, że pitna woda dostępna jest w nadmiarze, jednak często z powodów zanieczyszczenia chemicznego, czy też bakteriologicznego, nie może być bezpiecznie wykorzystywana przez ludzi do celów spożywczych.

By zwiększyć dostępność słodkiej wody naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (USA) opracowali nowoczesne urządzenie, które przetwarza wodę słoną (np. morską) w czystą wodę pitną.

Zbudowane przez amerykańskich naukowców urządzenie wykorzystuje zjawisko określane jako ICP (ang. ion concentration polarisation). W pewnych, ściśle określonych warunkach fizykochemicznych, pod wpływem działania pola elektrycznego, naładowane cząstki (w tym również zawarta w wodzie sól i mikroorganizmy) ulegają odseparowaniu.

Naukowcy opracowali stosunkowo tanie mikroprzepływowe urządzenie, które pozwala na rozdzielenie zawartych w wodzie soli i drobnoustrojów na powierzchni specjalnej membrany, poprzez którą przepuszczany jest prąd elektryczny. Układ utworzony jest z dwóch mikrokanałów w kształcie litery "Y", gdzie wlot do jednego z kanałów ograniczony jest półprzepuszczalną membraną (z Nafion'u), do powierzchni której dołączone są złote lub platynowe elektrody.

Morska woda wprowadzana jest do mikrokanału, po czym dopływa do rozgałęzienia, gdzie przez jeden z mikrokanałów (ten z memebraną) może przedostać się - dzięki obecności pola elektrycznego, a co za tym idzie zjawiskowi ICP - jedynie woda pozbawiona soli i innych cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym (np. bakterii czy wirusów). Zarówno mikroorganizmy, jak i sole są po prostu odpychane od powierzchni półprzepuszczalnej błony, dzięki czemu trafiają do drugiego, niczym nie ograniczonego rozgałęzienia mikrokanału.

W ten sposób możliwe jest przeprowadzenie procesu odsalania, za pomocą półprzepuszczalnej błony, która nigdy nie ulegnie zużyciu (zapchaniu przez odfiltrowywane cząstki).

Według naukowców, gdy z odsalających mikrokanałów zbudowany zostanie cały chip (podobnie, jak ma to miejsce z tranzystorami w mikroprocesorach komputerowych), układ, choć nadal miniaturowy, będzie pozwalał na odsolenie około jednego litra wody w 10 minut. Co więcej, urządzenie to może być zasilane "darmową" energią elektryczną z baterii słonecznych, które przekształcają światło słoneczne w prąd elektryczny.

Na dzień dzisiejszy nowo opracowana technologia nie nadaje się do praktycznego wykorzystania (do sprzedaży). Obecnie prowadzone są bardzo intensywne prace badawcze, których celem jest wykorzystanie odsalającego modułu mikroprzepływowego do konstrukcji układu o niemal przemysłowej wydajności.