将盐水化为淡水并实现分解循环

淡水是维系人类生命关键成份获取足够量安全饮用水仍是一个挑战一个重要的方法就是从无法使用水中取盐水,通过被称为脱盐过程使用盐水技术以色列理工学院Matthew Suss教授及其博士候选者Eric Guyes和Rana Uwayid女士正在研究一种重要技术-电容分解-提高进程效率

地球表面可能超过70%水,但不到3%为淡水3 %中,一半以上封装为冰川和冰帽形式,留下少量剩余可饮用地下水水似乎充裕,但地球上小淡水保留量意味着获取这一稀有资源的工作不稳定。可饮用水如此稀疏以至于即使小量需求增长也足以对水获取量造成相当大的压力

不幸的是,全球水使用量继续上升

全世界人口继续增长,对水需求直接消费、农业和工业也是如此目前,仅农业就占世界水使用量近四分之三。表示迫切需要新的净水技术

一种技术就是淡化淡化进程从水中取盐, 从某种意义上讲,它似乎完美地解决 地球水危机, 我们大片水都存在于海洋中海水淡化厂为什么生产不到世界饮用水的1%部分答案在于海水淡化过程的成本和复杂性,它需要昂贵的设备、重维修和大型厂址并有相当大的能源足迹,往往使它在能源和金融成本方面不具有吸引力。

Matthew Suss博士、Eric Guyes先生和Rana Uwayid女士在Technion Israel理工学院正对淡化过程采取不同方法,与一种叫作电容分解循环技术合作。脱盐法的长处在于它要紧凑得多,并可以调适将理想化学物种留在水中团队的部分工作就是想方设法优化手机电极设计仅此而已

淡化进程
有许多方法从水中除盐一简单煮水 留下盐 并允许水蒸气再次凝结称为热蒸馏法 简单易解 耗能超强取而代之的是,大多数标准淡化厂使用薄膜过滤水中的不同化学种类,留下淡化水作为产品

水中的盐类通常以离子形式存在,这些离子充电化学种类视设计而定,膜可按大小或电荷用于滤离子海水淡化厂所面临的问题之一是水往往在淡化前使用含氯化合物净化处理,任何剩余氯都可能对这些昂贵构造造成损害。

电容去化工作与逆渗透膜滤波有明显不同之法,并大有优势仅需要极低电压(电压需求小于单AA电池生成量)。电极电解分解工作电压并发,导致流水流和盐移入电极存放

电极结构令电容分解如此奇特由纳米粒子碳制成,即每个电极结构中有一系列微型通道,使总面积超过千平方米-五网球场大小-仅一个小电极使用广度表面积表示电极储存大量盐,通过用酸处理电极可进一步提高存储能力

新兴技术挑战之一是处理电极退化问题

腐化化学
电容分解和低耗能需求的潜在可移植性使它成为薄膜过滤的有吸引力替代物开发新技术的挑战之一是处理电极退化问题

电极应用电压后 碳结构开始分解 阻塞盐存储能力苏斯、盖伊斯和乌维德找到了一种方法 通过两种方法提高碳电极的寿命一是简单压缩电压应用时间其作用是大幅提高碳和电极寿命稳定性

另一种方法改变电极构造sss和Uwayid发现引入多层碳还显著增强电极存续不仅开发新电极, 并试图完全理解化学作用 即降解过程理解细胞电压循环过程产生的化学作用是能够开发减缓策略和提高技术性能的关键团队认为,最近细胞稳定度提高对开发水处理应用异常持久、高度和金枪鱼选择分解系统至关重要

选择滤波
电解分解细胞并不只是将盐水转换为新鲜苏斯和盖伊斯设法改变碳电极设计,为不同的离子生物创建选择性滤波淡水灌溉必须少量钠离子,而钙应用问题较少,因此必须优先清除钠种类通过调试碳电极组成,苏斯和盖伊斯得以实现优秀钠/钙分离因子并创建稳定细胞以保持1000多周期性能

水需求增长后,电容分解可能是提供可饮水的关键技术小型和大型电池搭建能力可能比当前需要大面积基础设施建设的水淡化厂更灵活得多。