Nová metoda odsolování vody šetří energii i čas

[karelkilian]

Dobrý den,

máme tu pátek, to znamená další článek ke čtení, zamyšlení a případné diskuzi. Tentokrát tu máme zajímavý objev, který může vyřešit problematiku dostupnosti pitné vody.

Přeji hezký den.
Karel Kilián

Nová metoda odsolování vody šetří energii i čas

Skupina vědců vytvořila metodu, která dokáže během pouhých třiceti minut vyrobit ze slané vody pitnou. Může jít o řešení paradoxu, kdy lidé v některých oblastech trpí nedostatkem vody, ačkoli tato kapalina pokrývá 71 % povrchu naší planety.

Nová technologie je schopná přeměnit mořskou a brakickou vodu (brakická voda je voda s koncentraci solí mezi mořskou a sladkou vodou) na pitnou, zdravotně nezávadnou vodu. Ke svému fungování potřebuje kovově-organickou strukturu a sluneční světlo.

Kovově-organická struktura

Kovově-organická struktura (MOF neboli Metal-Organic Framework) je organicko-anorganický hybridní krystalický porézní materiál. Skládá se z pravidelného pole pozitivně nabitých kovových iontů obklopených organickými molekulami.

Kovové ionty tvoří uzly propojené rameny, jež vytvářejí opakující se strukturu podobnou kleci. Díky této duté struktuře mají tyto materiály mimořádně velkou vnitřní plochu. Vědci například syntetizovali MOF s povrchovou plochou více než 7000 metrů čtverečních na gram.

Pro lepší představu: pokud byste dokázali rozložit dostupnou povrchovou plochu z jedné čajové lžičky tohoto materiálu (což je přibližně jeden gram pevné látky), pokryla by celé fotbalové hřiště. Vytvořením MOF z různých atomů kovů a organických částí lze vytvářet materiály, jež selektivně absorbují specifické látky.

Pitná voda ze slané

V tomto případě vědecký tým vyvinul zcela novou kovově-organickou strukturu, označovanou jako PSP-MIL-53. Ta je díky svým vlastnostem schopna zachytit nečistoty a sůl z mořské i špinavé vody. Když je materiál umístěn v kapalině, v podstatě z ní vytáhne ionty a zachytí je na svém povrchu.

Následný výzkum, jehož výsledky byly publikovány ve studii publikované v odborném časopise Nature, ukázal, že tento materiál dokáže snížit celkový obsah rozpuštěných pevných látek ve vodě z původních 2233 částic na milion (ppm) na méně než 500 ppm.

To je hluboko pod doporučeným limitem Světové zdravotnické organizace, která deklaruje pro nezávadnou pitnou vodu maximální hodnotu 600 ppm. Taková voda by tedy splňovala hygienické požadavky na pitnou vodu ve většině zemí na světě.

Levněji už to nejde

V současné době existuje několik metod, jak ze slané mořské vody vyrobit pitnou. Jsou však poměrně náročné na energii, vybavení i čas, což dosavadní způsoby prodražuje. Jednou z cest je využití tepla k odpařování, což ovšem obnáší značnou spotřebu energie.

Jiné metody, jako je reverzní osmóza, jsou také velmi energeticky náročné, navíc vyžadují mnoho chemikálií pro čištění a dechloraci. Nová technika odsolování to zvládá za pouhých třicet minut a s nesrovnatelně menším množstvím energie.

Poměrně zásadní roli v tomto směru hraje skutečnost, že kovově-organická struktura není využívána jednorázově.  Vědci ukázali, že krystaly MOF lze regenerovat a opětovně použít - stačí je na čtyři minuty vystavit slunečnímu záření.

Nadšení odborníci

„Odsolování se používá k řešení globálního nedostatku vody,“ uvedl v tiskové zprávě šéf výzkumu profesor Huanting Wang z katedry chemického inženýrství na australské Monash University. „Vzhledem k dostupnosti brakické a mořské vody a s ohledem na spolehlivost procesu odsolování lze upravenou vodu integrovat do stávajících vodních systémů s minimálními zdravotními riziky.“

„Sluneční světlo je nejhojnějším obnovitelným zdrojem energie na Zemi.“ vysvětluje profesor Huanting Wang. „Námi vyvinutý proces odsolování na bázi adsorbentu (pevná látka, která je schopna vázat různou silou látky z roztoku) a regenerace pomocí slunečního záření poskytuje energeticky účinné a ekologicky udržitelné řešení.“

Vědci už vidí i další možné využití svého objevu: „Tyto MOF, reagující na sluneční světlo, mohou být potenciálně využitelné pro nízkoenergetické a ekologické způsoby těžby minerálů pro udržitelnou těžbu a další související aplikace.“ slibuje Wang.

Co říkáte na novou metodu odsolování?

Zdroje: interestingengineering.com, nanowerk.com, nature.com, monash.edu.