Obrázky stažené z webu Massachusetts Institute of Technology Press Office jsou k dispozici neziskovým organizacím, médiím a veřejnosti pod licencí Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives License.Dodané obrázky nesmíte upravovat, pokud nebyly oříznuty na správnou velikost.Při přehrávání obrázků je nutné použít kredit;pokud není uveden níže, propojte obrázek s „MIT“.
Vědci z Massachusettského technologického institutu vyvinuli přenosné odsolovací zařízení vážící méně než 10 kg, které odstraňuje částice a sůl za účelem výroby pitné vody.
Zařízení o velikosti kufru spotřebuje méně energie než nabíječka telefonu a může být také napájeno malým přenosným solárním panelem, který lze zakoupit online za přibližně 50 dolarů.Automaticky vyrábí pitnou vodu, která překračuje standardy Světové zdravotnické organizace.Technologie je zabalena v uživatelsky přívětivém zařízení, které funguje nastisknutím tlačítka.
Na rozdíl od jiných přenosných vodáren, které vyžadují, aby voda prošla filtrem, používá toto zařízení elektřinu k odstranění částic z pitné vody.Výměna filtru není nutná, což výrazně snižuje potřebu dlouhodobé údržby.
To by mohlo umožnit nasazení jednotky do odlehlých oblastí s velmi omezenými zdroji, jako jsou komunity na malých ostrovech nebo na palubách pobřežních nákladních lodí.Lze jej využít i na pomoc uprchlíkům prchajícím před přírodními katastrofami nebo vojákům zapojeným do dlouhodobých vojenských operací.
„Je to opravdu vyvrcholení 10leté cesty pro mě a můj tým.V průběhu let jsme pracovali na fyzice za různými procesy odsolování, ale všechny tyto pokroky jsme dali do krabice, vybudovali systém a provedli to v oceánu.Byla to pro mě velmi obohacující a obohacující zkušenost,“ řekl hlavní autor Jongyoon Han, profesor elektrotechniky, informatiky a bioinženýrství a člen Electronics Research Laboratory (RLE).
Khanovi se připojili první autor Jungyo Yoon, člen RLE, Hyukjin J. Kwon, bývalý postdoktorand, Sungku Kang, postdoktorand na Northeastern University, a velitelství rozvoje bojových schopností americké armády (DEVCOM) Eric Braque.Studie byla zveřejněna online v časopise Environmental Science & Technology.
Yoon vysvětlil, že komerční přenosná odsolovací zařízení obvykle vyžadují vysokotlaká čerpadla k pohonu vody přes filtry, které je obtížné miniaturizovat, aniž by byla ohrožena energetická účinnost jednotky.
Místo toho je jejich zařízení založeno na technice zvané ion-koncentrační polarizace (ICP), kterou Khanova skupina propagovala před více než 10 lety.Namísto filtrování vody proces ICP aplikuje elektrické pole na membránu umístěnou nad a pod vodní cestou.Když kladně nebo záporně nabité částice, včetně molekul solí, bakterií a virů, projdou membránou, jsou od ní odpuzovány.Nabité částice jsou směrovány do druhého proudu vody, který je nakonec vyvržen.
Tento proces odstraňuje rozpuštěné a suspendované pevné látky a umožňuje čisté vodě procházet kanály.Protože vyžaduje pouze nízkotlaké čerpadlo, využívá ICP méně energie než jiné technologie.
Ale ICP ne vždy odstraní všechnu sůl plovoucí uprostřed kanálu.Vědci tedy zavedli druhý proces zvaný elektrodialýza, aby odstranili zbývající ionty soli.
Yun a Kang použili strojové učení k nalezení dokonalé kombinace modulů ICP a elektrodialýzy.Optimální nastavení sestává z dvoustupňového procesu ICP, kde voda prochází šesti moduly v prvním stupni, poté třemi moduly ve druhém stupni a následuje proces elektrodialýzy.Tím se minimalizuje spotřeba energie a proces je samočistící.
"I když je pravda, že některé nabité částice mohou být zachyceny iontoměničovou membránou, pokud jsou zachyceny, můžeme nabité částice snadno odstranit jednoduchou změnou polarity elektrického pole," vysvětlil Yun.
Zmenšily a uložily ICP a elektrodialyzační moduly, aby zlepšily jejich energetickou účinnost a umožnily jim, aby se vešly do přenosných jednotek.Vědci vyvinuli zařízení pro laiky, které zahájí proces automatického odsolování a čištění pouze jednímknoflík.Jakmile slanost a počet částic poklesnou pod určité prahové hodnoty, zařízení upozorní uživatele, že voda je připravena k pití.
Výzkumníci také vytvořili aplikaci pro chytré telefony, která bezdrátově ovládá zařízení a hlásí v reálném čase údaje o spotřebě energie a slanosti vody.
Po laboratorních pokusech s vodou různého stupně slanosti a zákalu (turbidity) bylo zařízení testováno v terénu na bostonské Carson Beach.
Yoon a Kwon postavili krabici na břeh a hodili krmítko do vody.Asi po půl hodině přístroj naplnil plastový kelímek čistou pitnou vodou.
„Bylo velmi vzrušující a překvapivé, že byl úspěšný již při prvním spuštění.Ale myslím si, že hlavním důvodem našeho úspěchu je nahromadění všech těchto malých vylepšení, která jsme cestou udělali, “řekl Khan.
Výsledná voda překračuje kvalitativní standardy Světové zdravotnické organizace a instalace snižuje množství nerozpuštěných látek nejméně 10krát.Jejich prototyp vyrábí pitnou vodu rychlostí 0,3 litru za hodinu a spotřebuje pouze 20 watthodin na litr.
Podle Khana je jednou z největších výzev při vývoji přenosného systému vytvořit intuitivní zařízení, které může používat každý.
Yoon doufá, že technologii komercializuje prostřednictvím startupu, který plánuje spustit, aby bylo zařízení uživatelsky přívětivější a zlepšilo se jeho energetická účinnost a výkon.
V laboratoři chce Khan aplikovat lekce, které se naučil za poslední desetiletí, na problémy s kvalitou vody nad rámec odsolování, jako je rychlá detekce kontaminantů v pitné vodě.
"Je to rozhodně vzrušující projekt a jsem hrdý na pokrok, kterého jsme dosud dosáhli, ale stále je před námi spousta práce," řekl.
Například zatímco „vývoj přenosných systémů využívajících elektromembránové procesy je originální a zajímavou cestou pro maloobjemové odsolování vody mimo síť“, účinky znečištění, zejména pokud má voda vysoký zákal, mohou výrazně zvýšit požadavky na údržbu a náklady na energii. Nidal Hilal, profesor inženýr a ředitel Abu Dhabi Water Research Center na New York University, který se na studii nepodílel.
"Dalším omezením je použití drahých materiálů," dodal."Bude zajímavé vidět podobné systémy využívající levné materiály."
Studie byla částečně financována DEVCOM Soldier Center, Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), Northeastern University Postdoctoral Fellowship Program in Experimental Artificial Intelligence a Ru Institute of Artificial Intelligence.
Výzkumníci z Electronics Research Laboratory MIT vyvinuli přenosný vodník, který dokáže přeměnit mořskou vodu na bezpečnou pitnou vodu, tvrdí Ian Mount z Fortune.Mount píše, že vědec Jongyun Khan a postgraduální student Bruce Crawford založili společnost Nona Technologies, aby produkt komercializovali.
Výzkumníci z Massachusettského technologického institutu „vyvinuli volně plovoucí odsolovací zařízení sestávající z několika vrstev výparníků, které rekuperují teplo z kondenzace vodní páry, čímž zvyšují jeho celkovou účinnost,“ uvádí Neil Nell Lewis ze CNN.„Výzkumníci naznačují, že by mohl být konfigurován jako plovoucí panel na moři, který by přiváděl sladkou vodu na břeh, nebo by mohl být navržen tak, aby sloužil jedné domácnosti, která by ho používala v nádrži s mořskou vodou,“ napsal Lewis.
Výzkumníci z MIT vyvinuli přenosné odsolovací zařízení o velikosti kufru, které dokáže přeměnit slanou vodu na pitnou.stisknutím tlačítka, uvádí Elisaveta M. Brandon z Fast Company.Zařízení by mohlo být „základním nástrojem pro lidi na odlehlých ostrovech, pobřežních nákladních lodích a dokonce i v uprchlických táborech blízko vody,“ napsal Brandon.
Reportérka základní desky Audrey Carltonová píše, že výzkumníci z MIT vyvinuli „bezfiltrové přenosné odsolovací zařízení, které využívá solárně generovaná elektrická pole k odklonění nabitých částic, jako je sůl, bakterie a viry“.Nedostatek je kvůli stoupající hladině moří stále větším problémem pro všechny.Nechceme pochmurnou budoucnost, ale chceme lidem pomoci, aby se na ni připravili.“
Nové přenosné solárně poháněné odsolovací zařízení vyvinuté výzkumníky MIT může vyrábět pitnou vodudotykem tlačítka, podle Tonyho Ho Trana z The Daily Beast."Zařízení nezávisí na žádných filtrech jako konvenční vodní automaty," napsal Tran."Namísto toho zabíjí vodu elektrickým proudem, aby z vody odstranila minerály, jako jsou částice soli."