Czy wkrótce będziemy mogli pić morską wodę?
Problem z brakiem wody pitnej, z jakim zmagają się rzesze ludzi na świecie jest prawdziwym paradoksem. Niemal 75 proc. powierzchni Ziemi jest pokryte wodą, a mimo to w wielu miejscach występują jej braki. Jest tak oczywiście z powodu tego, że woda morska nie nadaje się do picia z racji swojego zasolenia.
Ten stan rzeczy może się jednak wkrótce zmienić dzięki najnowszemu osiągnięciu naukowców. Badacze z wydziału inżynierii Uniwersytetu Nowojorskiego dokonali przełomu w technologii znanej jako „odsalanie przepływowe redoks” (RFD).
Dzięki niemu elektrochemiczna metoda odsalania wody może stać się tanią metodą na sprawienie, by woda morska nadawała się do picia. Metoda może także przyczynić się do bardziej efektywnego magazynowania energii odnawialnej.
Na czym polega metoda odsalania przepływowego redoks?
Naukowcom z Nowego Jorku udało się zwiększyć tempo usuwania soli w systemie odsalania przepływowego redoks o około 20 proc. Jednocześnie zdołali obniżyć zapotrzebowanie na energię całego procesu poprzez optymalizację natężenia przepływu płynu.
Systemy oparte o RDF niosą ze sobą podwójną obietnicę. Mogą stać się tanim źródłem wody pitnej oraz efektywnym sposobem magazynowania energii elektrycznej pochodzącej z nieciągłych, odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa.
System RDF jest dwufunkcyjny. Sól jest usuwana z wody morskiej w procesie tymczasowej adsorpcji jonów soli. Dochodzi do niego na skutek wytworzenia pola elektrycznego w systemie filtrującym, które napędza jony do ich spolaryzowanych biegunów. Innymi słowy, niewielkie pole elektryczne, usuwa sole z wody morskiej. Proces pozwala na uniknięcie komplikacji, jakie zachodzą przy obecnie stosowanych metodach odsalania. Wyeliminowana jest bowiem potrzeba zastosowania specjalnej membrany do oddzielania cząsteczek soli od wody.
W operacji odwrotnej solanka i słodka woda są ze sobą mieszane. Zmagazynowana energia chemiczna może wtedy zostać przekształcona w odnawialną energię elektryczną. Akumulatory przepływowe bazujące na technologii redox są zdolne do magazynowania nadmiaru energii w okresach obfitości i rozładowywania jej w okresach szczytowego zapotrzebowania.
To znakomicie pasuje do zmiennych wymagań energetycznych procesów odsalania. Zmagazynowana energia elektryczna może być uwalniana na żądanie. To zapewnia zrównoważone uzupełnienie innych źródeł energii elektrycznej w razie potrzeby.
Bateria, która wytwarza wodę pitną
Co ważne technologia RFD może zmniejszyć zależność od konwencjonalnych sieci energetycznych. Oprócz tego, sprzyja także przejściu na proces odsalania wody, który jest neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla i przyjazny dla środowiska. Zasadniczo, systemy RFD mogą służyć jako unikalna forma baterii, która produkuje wodę pitną.
Więcej na temat badań naukowych dotyczących wody przeczytasz na Spider's Web:
Jak tłumaczy współautor prac nad innowacyjną metodą, doktorant inżynierii chemicznej i bio molekularnej na Uniwersytecie Nowojorskim Stephen Akwei Maclean:
Poprzez płynną integrację magazynowania energii i odsalania, chcemy osiągnąć cel, jakim jest stworzenie zrównoważonego i wydajnego rozwiązania, które nie tylko zaspokoi rosnące zapotrzebowanie na słodką wodę, ale także będzie wspierać ochronę środowiska i integrację energii odnawialnej. Nasz system pozwala na pełną kontrolę procesu - możemy kontrolować czas przebywania napływającej wody morskiej w urządzeniu w celu wytworzenia wody pitnej, i jednocześnie czuwać nad wytwarzaniem energii na żądanie.
Chociaż metoda wciąż wymaga dalszych badań i udoskonaleń, dotychczasowe osiągnięcia dają nadzieję na końcowy sukces. Już niedługo odsalanie wody morskiej może być opłacalnym przedsięwzięciem, które w dodatku może przyczynić się do produkcji energii odnawialnej.
