Suyun duzsuzlaşdırılması zavodları bahalı kimyəvi maddələri dəniz suyundan bor çıxaran yeni karbon parça elektrodları ilə əvəz edə bilər ki, bu da dəniz suyunu təhlükəsiz içməli suya çevirmək üçün mühüm addımdır.

Michigan Universiteti və Rays Universitetinin mühəndisləri tərəfindən Nature Water jurnalında yeni texnologiyanı təsvir edən araşdırma dərc olunub.

Bor dəniz suyunun təbii komponentidir və duzları təmizləmək üçün adi filtrlərdən keçərək içməli suda zəhərli çirkləndiriciyə çevrilir. Dəniz suyunun bor səviyyələri Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatının təhlükəsiz içməli su üçün ən yumşaq limitlərindən təxminən iki dəfə yüksəkdir və bir çox kənd təsərrüfatı bitkilərinin tolerantlığından beş ilə 12 dəfə yüksəkdir .

“Əksər tərs osmos membranları çox miqdarda bor çıxarmır, buna görə də duzsuzlaşdırma qurğuları adətən bordan xilas olmaq üçün bir az sonra müalicə etməlidir, bu da bahalı ola bilər” dedi Jovan Kamcev, UM kimya mühəndisliyi və makromolekulyar elmlər üzrə dosent. mühəndislik və tədqiqatın həmmüəllifi. “Biz kifayət qədər genişlənən və bəzi ənənəvi texnologiyalarla müqayisədə borunu enerjiyə qənaət edən şəkildə çıxara bilən yeni texnologiya hazırladıq.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737438691&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-01-purification-technology-seawater-tons-chemicals.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1737438691431&bpp=1&bdt=81&idt=85&shv=r20250114&mjsv=m202501150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1737438279%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1737438279%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1737438279%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3160249673165&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1599&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31088039%2C31089541%2C95350244%2C31089851%2C95347433&oid=2&pvsid=392232058660637&tmod=895593156&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=90

Dəniz suyunda bor elektrik cəhətdən neytral bor turşusu kimi mövcuddur, buna görə də adətən ion adlanan elektrik yüklü atomları və molekulları dəf edərək duzu çıxaran tərs osmoz membranlarından keçir. Bu problemi həll etmək üçün duzsuzlaşdırma qurğuları normal olaraq təmizlənmiş suya əsas əlavə edir, bu da bor turşusunun mənfi yüklənməsinə səbəb olur. Əks osmosun başqa bir mərhələsi yeni yüklənmiş boru çıxarır və əsas daha sonra turşu əlavə etməklə zərərsizləşdirilir. Bu əlavə müalicə addımları baha başa gələ bilər.

“Bizim cihaz dəniz suyunun duzsuzlaşdırılmasının kimyəvi və enerji tələbatını azaldır, ekoloji dayanıqlığı əhəmiyyətli dərəcədə artırır və təmizlənmiş suyun hər kubmetri üçün xərcləri 15 faizə qədər və ya təxminən 20 sentə qədər azaldır” dedi Rays Universitetinin doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı Weiyi Pan. tədqiqatın birinci müəllifidir.

2019-cu ildə qlobal duzsuzlaşdırma qabiliyyətinin gündə 95 milyon kubmetr olduğunu nəzərə alsaq , yeni membranlar hər il təxminən 6,9 milyard dollar qənaət edə bilər. San Dieqodakı Klod “Bud” Lewis Carlsbad duzsuzlaşdırma zavodu kimi böyük duzsuzlaşdırma zavodları ildə milyonlarla dollara qənaət edə bilər.

Bu cür qənaətlər dəniz suyunu daha əlçatan içməli su mənbəyinə çevirməyə və artan su böhranını yüngülləşdirməyə kömək edə bilər. Qlobal Su İqtisadiyyatı Komissiyasının 2023-cü il hesabatına görə, şirin su ehtiyatlarının 2030-cu ilə qədər tələbatın 40%-ni ödəyəcəyi gözlənilir .

Yeni elektrodlar borunu oksigen tərkibli strukturlarla örtülmüş məsamələrin içərisinə tutaraq onu çıxarır. Bu strukturlar dəniz suyundakı digər ionların keçməsinə icazə verərkən borla xüsusi olaraq bağlanır və tuta biləcəkləri bor miqdarını artırır.

Lakin bor tutan strukturların mənfi yükə malik olması üçün hələ də bora ehtiyacı var. Baza əlavə etmək əvəzinə, yük iki elektrod arasında suyun parçalanması, müsbət hidrogen ionları və mənfi hidroksid ionları yaratmaqla yaradılır . Hidroksid borla birləşərək ona mənfi yük verir ki, bu da onu müsbət elektroddakı məsamələrin içərisində tutma yerlərinə yapışdırır.

Borun elektrodlarla tutulması təmizləyici qurğulara əks osmosun başqa bir mərhələsində daha çox enerji sərf etməmək imkanı verir. Daha sonra hidrogen və hidroksid ionları birləşərək neytral, borsuz su verir.

Rays Universitetində Mülki və Ətraf Mühit Mühəndisliyi və Kimya və Biomolekulyar Mühəndislik üzrə Nancy və Clint Carlson professoru Menachem Elimelech, “Bizim tədqiqatımız arsen kimi digər çirkləndiriciləri asanlıqla çıxarıla bilən formalara çevirə bilən pH dəyişikliklərindən istifadə edən çox yönlü bir platforma təqdim edir” dedi. , və tədqiqatın həmmüəllifi.

“Əlavə olaraq, elektroddakı funksional qruplar enerjiyə qənaət edən suyun təmizlənməsini asanlaşdıraraq, müxtəlif çirkləndiricilərlə xüsusi olaraq bağlanmaq üçün tənzimlənə bilər” dedi Elimelech.

Daha çox məlumat: Weiyi Pan et al, Borun çıxarılmasına yüksək seçici və enerjiyə qənaət edən yanaşma dəniz suyunun duzsuzlaşdırılmasının Axilles dabanını üstələyir, Təbiət Suyu (2025). DOI: 10.1038/s44221-024-00362-y

Jurnal məlumatı: Təbiət Suyu Michigan Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir