Zephyrnet-logo

Zeewater binnen enkele minuten drinkbaar maken

Datum:

Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie hebben ongeveer 785 miljoen mensen over de hele wereld geen schoon drinkwater. Ondanks de enorme hoeveelheid water op aarde, is het meeste zeewater en zoet water is goed voor slechts ongeveer 2.5% van het totaal. Een van de manieren om te zorgen voor schoon drinkwater is het ontzilten van zeewater. Het Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) heeft de ontwikkeling aangekondigd van een elektrospun nanovezelmembraan met stabiele prestaties om zeewater om te zetten in drinkwater door middel van een membraandestillatieproces.

Membraanbevochtiging is het meest uitdagende probleem bij membraandestillatie. Als een membraan bevochtiging vertoont tijdens membraandestillatie, moet het membraan worden vervangen. Progressieve membraanbevochtiging is vooral waargenomen bij langdurige operaties. Als een membraan volledig nat wordt, leidt het membraan tot inefficiënte membraandestillatieprestaties, omdat de voeding door het membraan stroomt, wat leidt tot permeaat van lage kwaliteit.

Een onderzoeksteam in KICT, geleid door Dr. Yunchul Woo, heeft coaxiale elektrospun nanovezelmembranen ontwikkeld die zijn gefabriceerd met een alternatieve nanotechnologie, namelijk elektrospinnen. Deze nieuwe ontziltingstechnologie laat zien dat het de potentie heeft om het zoetwatertekort in de wereld op te lossen. De ontwikkelde technologie kan bevochtigingsproblemen voorkomen en ook de stabiliteit op lange termijn in het membraandestillatieproces verbeteren. Een driedimensionale hiërarchische structuur moet worden gevormd door de nanovezels in de membranen voor een hogere oppervlakteruwheid en dus een betere hydrofobiciteit.

De coaxiale elektrospintechniek is een van de meest gunstige en eenvoudige opties om membranen te fabriceren met driedimensionale hiërarchische structuren. Het onderzoeksteam van Dr. Woo gebruikte poly(vinylideenfluoride-co-hexafluorpropyleen) als kern en silica-aerogel gemengd met een lage concentratie van het polymeer als omhulsel om een ​​coaxiaal composietmembraan te produceren en een superhydrofoob membraanoppervlak te verkrijgen. In feite vertoonde silica-aerogel een veel lagere thermische geleidbaarheid in vergelijking met die van conventionele polymeren, wat leidde tot een verhoogde waterdampflux tijdens het membraandestillatieproces als gevolg van een vermindering van geleidende warmteverliezen.

De meeste onderzoeken met elektrospun nanovezelmembranen in membraandestillatietoepassingen duurden minder dan 50 uur, hoewel ze een hoge waterdampfluxprestatie vertoonden. Integendeel, het onderzoeksteam van Dr. Woo paste het membraandestillatieproces toe met behulp van het gefabriceerde coaxiale elektrospun nanovezelmembraan gedurende 30 dagen, dat is 1 maand.

Het coaxiale elektrospun nanovezelmembraan voerde een zoutafstoting van 99.99% uit gedurende 1 maand. Op basis van de resultaten functioneerde het membraan goed zonder problemen met bevochtiging en vervuiling, dankzij de lage glijhoek en thermische geleidbaarheidseigenschappen. Temperatuurpolarisatie is een van de belangrijke nadelen bij membraandestillatie. Het kan de prestaties van de waterdampflux tijdens membraandestillatie verminderen als gevolg van geleidende warmteverliezen. Het membraan is geschikt voor langdurige membraandestillatietoepassingen omdat het verschillende belangrijke kenmerken bezit, zoals een lage glijhoek, lage thermische geleidbaarheid, het vermijden van temperatuurpolarisatie en minder bevochtigings- en vervuilingsproblemen, terwijl de superverzadigde hoge waterdampfluxprestaties behouden blijven.

Het onderzoeksteam van Dr. Woo merkte op dat het belangrijker is om een ​​stabiel proces te hebben dan een hoge waterdampfluxprestatie in een commercieel verkrijgbaar membraandestillatieproces. Dr. Woo zei dat "het coaxiale elektrospun nanovezelmembraan een sterk potentieel heeft voor de behandeling van zeewateroplossingen zonder last te hebben van bevochtigingsproblemen en mogelijk het juiste membraan is voor membraandestillatietoepassingen op pilootschaal en op echte schaal."

###

Het Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) is een door de overheid gesponsord onderzoeksinstituut dat is opgericht om bij te dragen aan de ontwikkeling van de Koreaanse bouwsector en nationale economische groei door bron- en praktische technologie te ontwikkelen op het gebied van constructie en nationaal landbeheer.

Dit onderzoek werd ondersteund door een interne subsidie ​​(20200543-001) van het KICT, Republiek Korea. De resultaten van dit project zijn gepubliceerd in het internationale tijdschrift, Journal of membraanwetenschap, een gerenommeerd internationaal tijdschrift op het gebied van polymeerwetenschap (IF: 7.183 en Rank #3 van de JCR-categorie) in april 2021.

PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.

Klik hier om toegang te krijgen.

Bron: https://bioengineer.org/making-seawater-drinkable-in-minutes/

spot_img

Laatste intelligentie

spot_img