با استفاده از نانوالیاف؛

فرآیند نمک‌زدایی از آب با غشای الکتروریسی شده بهبود می‌یابد

پژوهشگران با استفاده از نانوالیاف الکتروریسی‌شده غشائی ساختند که می‌تواند عملکرد نمک‌زدایی از آب را بهبود قابل توجهی بخشد.

کد خبر: ۹۵۶۹۲۳

سه‌شنبه - ۲۶ مرداد ۱۴۰۰ / August 17, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، براساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، حدود ۷۸۵ میلیون نفر در سراسر جهان فاقد منبع آب آشامیدنی هستند. با وجود حجم زیاد آب روی زمین، بیشتر آب‌ها شور بوده و آب شیرین تنها حدود ۲٫۵ درصد از کل آن را تشکیل می‌دهد.

یکی از راه‌های تأمین آب آشامیدنی تمیز، نمک‌زدایی از آب دریا است. موسسه مهندسی عمران و ساختمان کره (KICT) از توسعه غشای نانوالیاف الکتروریسی‌ شده برای تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی با فرآیند نمک‌زدایی غشایی خبر داده است.

ترشدگی غشاء چالش برانگیزترین مسئله در نمک‌زدایی از آب است. اگر غشایی در طول نمک‌زدایی مرطوب شود، غشاء باید تعویض شود. اگر غشایی کاملاً‌ تر شود، منجر به عملکرد ناکارآمد می‌شود که دلیل این امر، نفوذ با کیفیت پایین به داخل غشا است.

یک تیم تحقیقاتی در KICT، به سرپرستی دکتر یونچول وو، غشا‌های نانوالیاف الکتروریسی شده هم‌محوری را تولید کرده‌اند. این فناوری جدید نمک‌زدایی این پتانسیل را دارد که به کاهش کمبود آب شیرین در جهان کمک کند. فناوری توسعه یافته می‌تواند از مشکلات‌تر شدن جلوگیری کرده و همچنین ثبات طولانی مدت در فرآیند نمک‌زدایی را بهبود بخشد. یک ساختار سلسله مراتبی سه بعدی باید توسط نانوالیاف در غشا‌ها برای زبری سطح بالاتر و در نتیجه آبگریزی بهتر ایجاد شود.

روش الکتروریسی هم محور یکی از مطلوب‌ترین و ساده‌ترین گزینه‌ها برای ساخت غشا‌ها با ساختار‌های سلسله مراتبی سه‌بعدی است. تیم تحقیقاتی دکتر وو از پلی (وینیلیدن فلوراید-هگزافلوروپروپیلن) به‌عنوان هسته و سیلیکا آئروژل مخلوط با غلظت کم پلیمر به‌عنوان غلاف برای تولید غشای کامپوزیتی هم محور و به دست آوردن سطح غشای فوق آبگریز استفاده کرد. در حقیقت، آئروژل سیلیس رسانایی حرارتی بسیار کمتری در مقایسه با پلیمر‌های معمولی نشان می‌دهد که منجر به افزایش شار بخار آب در طول فرآیند تقطیر غشاء به دلیل کاهش تلفات حرارتی رسانا می‌شود.

داستان‌های مرتبط:

در بیشتر مطالعات انجام شده، غشا‌های نانوالیاف الکتروریسی در فرآیند نمک‌زدایی از آب کمتر از ۵۰ ساعت کار می‌کردند، اگرچه عملکرد شار بخار آب بالایی را نشان می‌دادند. محققان از غشاء نانوالیاف الکتروریسی هم‌محور به مدت ۳۰ روز استفاده کردند. این غشای نانوالیاف جداسازی ۹۹/۹۹ درصدی نمک را به مدت ۱ ماه انجام داد.

زاویه لغزش پایین، هدایت حرارتی کم، اجتناب از قطبش دما و کاهش مشکلات‌تر شدن از جمله مهمترین ویژگی‌های این غشاء است که موجب افزایش کارکرد آن شده است.