Slike preuzete s web stranice Tiskovnog ureda Massachusetts Institute of Technology dostupne su neprofitnim organizacijama, medijima i javnosti pod licencom Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives.Ne možete mijenjati dostavljene slike osim ako nisu obrezane na ispravnu veličinu.Kredit se mora koristiti prilikom reprodukcije slika;ako nije naveden ispod, povežite sliku s “MIT”.
Istraživači s Massachusetts Institute of Technology razvili su prijenosni uređaj za desalinizaciju težak manje od 10 kg koji uklanja čestice i sol za proizvodnju pitke vode.
Uređaj veličine kovčega troši manje energije od punjača za telefon, a može se napajati i malim prijenosnim solarnim panelom koji se može kupiti online za oko 50 dolara.Automatski proizvodi pitku vodu koja premašuje standarde Svjetske zdravstvene organizacije.Tehnologija je upakirana u korisniku prilagođen uređaj koji radi napritiskom na gumb.
Za razliku od drugih prijenosnih aparata za vodu koji zahtijevaju da voda prođe kroz filter, ovaj uređaj koristi električnu energiju za uklanjanje čestica iz vode za piće.Zamjena filtera nije potrebna, što uvelike smanjuje potrebu za dugotrajnim održavanjem.
To bi moglo omogućiti raspoređivanje jedinice u udaljena područja s ograničenim resursima, kao što su zajednice na malim otocima ili na teretnim brodovima u moru.Također se može koristiti za pomoć izbjeglicama koje bježe od prirodnih katastrofa ili vojnicima uključenim u dugotrajne vojne operacije.
“Ovo je doista kulminacija 10-godišnjeg putovanja za mene i moj tim.Tijekom godina radili smo na fizici koja stoji iza raznih procesa desalinizacije, ali stavljamo sva ta dostignuća u kutiju, gradimo sustav i radimo to u oceanu.Bilo je to vrlo korisno i korisno iskustvo za mene,” rekao je stariji autor Jongyoon Han, profesor elektrotehnike, računarstva i bioinženjeringa i član Laboratorija za istraživanje elektronike (RLE).
Khanu su se pridružili prvi autor Jungyo Yoon, suradnik RLE-a, Hyukjin J. Kwon, bivši postdoktorand, Sungku Kang, postdoktorand na Sveučilištu Northeastern, i Zapovjedništvo za razvoj borbenih sposobnosti američke vojske (DEVCOM) Eric Braque.Studija je objavljena online u časopisu Environmental Science & Technology.
Yoon je objasnio da komercijalna prijenosna postrojenja za desalinizaciju obično zahtijevaju visokotlačne pumpe za pogon vode kroz filtre, koje je teško minijaturizirati bez ugrožavanja energetske učinkovitosti jedinice.
Umjesto toga, njihov se uređaj temelji na tehnici zvanoj polarizacija koncentracije iona (ICP), koju je Khanova skupina uvela prije više od 10 godina.Umjesto filtriranja vode, ICP proces primjenjuje električno polje na membranu koja se nalazi iznad i ispod vodenog puta.Kada pozitivno ili negativno nabijene čestice, uključujući molekule soli, bakterije i viruse, prolaze kroz membranu, odbijaju se od nje.Nabijene čestice usmjeravaju se u drugi tok vode, koji se na kraju izbacuje.
Ovim postupkom uklanjaju se otopljene i suspendirane krutine, dopuštajući čistoj vodi da prođe kroz kanale.Budući da zahtijeva samo niskotlačnu pumpu, ICP koristi manje energije od drugih tehnologija.
Ali ICP ne uklanja uvijek svu sol koja pluta u sredini kanala.Stoga su istraživači implementirali drugi proces nazvan elektrodijaliza kako bi uklonili preostale ione soli.
Yun i Kang koristili su strojno učenje kako bi pronašli savršenu kombinaciju modula ICP i elektrodijalize.Optimalna postavka sastoji se od dvostupanjskog ICP procesa gdje voda prolazi kroz šest modula u prvoj fazi, zatim kroz tri modula u drugoj fazi, nakon čega slijedi proces elektrodijalize.To smanjuje potrošnju energije dok se proces samočisti.
"Iako je istina da neke nabijene čestice može uhvatiti membrana za izmjenu iona, ako su zarobljene, možemo lako ukloniti nabijene čestice jednostavnom promjenom polariteta električnog polja", objasnio je Yun.
Smanjili su i pospremili ICP i module za elektrodijalizu kako bi poboljšali njihovu energetsku učinkovitost i omogućili im da stanu u prijenosne jedinice.Istraživači su razvili uređaj za nestručnjake za pokretanje procesa automatske desalinizacije i čišćenja sa samo jednimdugme.Nakon što salinitet i broj čestica padnu ispod određenih pragova, uređaj obavještava korisnike da je voda spremna za piće.
Istraživači su također izradili aplikaciju za pametni telefon koja bežično upravlja uređajem i izvještava podatke o potrošnji energije i salinitetu vode u stvarnom vremenu.
Nakon laboratorijskih eksperimenata s vodom različitog stupnja saliniteta i mutnoće (turbidity), uređaj je testiran na terenu na bostonskoj plaži Carson Beach.
Yoon i Kwon postavili su kutiju na obalu i ispustili hranilicu u vodu.Nakon otprilike pola sata uređaj je napunio plastičnu čašu čistom pitkom vodom.
“Bilo je vrlo uzbudljivo i iznenađujuće što je bilo uspješno već pri prvom lansiranju.Ali mislim da je glavni razlog našeg uspjeha akumulacija svih ovih malih poboljšanja koja smo napravili usput,” rekao je Khan.
Dobivena voda premašuje standarde kvalitete Svjetske zdravstvene organizacije, a instalacija smanjuje količinu suspendiranih krutih tvari za najmanje 10 puta.Njihov prototip proizvodi pitku vodu brzinom od 0,3 litre na sat i troši samo 20 watt-sati po litri.
Prema Khanu, jedan od najvećih izazova u razvoju prijenosnog sustava je stvoriti intuitivni uređaj koji svatko može koristiti.
Yoon se nada da će komercijalizirati tehnologiju kroz startup koji planira pokrenuti kako bi uređaj učinio lakšim za korištenje i poboljšao njegovu energetsku učinkovitost i performanse.
U laboratoriju, Khan želi primijeniti lekcije koje je naučio u proteklom desetljeću na pitanja kvalitete vode izvan desalinizacije, kao što je brzo otkrivanje kontaminanata u vodi za piće.
"To je definitivno uzbudljiv projekt i ponosan sam na napredak koji smo do sada postigli, ali ima još puno posla za napraviti", rekao je.
Na primjer, dok je "razvoj prijenosnih sustava koji koriste elektromembranske procese originalan i zanimljiv način za izvanmrežnu desalinizaciju vode u malim razmjerima", učinci onečišćenja, osobito ako voda ima visoku zamućenost, mogu značajno povećati zahtjeve za održavanjem i troškove energije , napominje Nidal Hilal, prof. inženjer i direktor Centra za istraživanje vode u Abu Dhabiju na Sveučilištu New York, koji nije bio uključen u studiju.
"Još jedno ograničenje je korištenje skupih materijala", dodao je."Bit će zanimljivo vidjeti slične sustave koji koriste jeftine materijale."
Studiju su djelomično financirali DEVCOM Soldier Center, Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), Northeastern University Postdoctoral Fellowship Programme in Experimental Artificial Intelligence i Ru Institute of Artificial Intelligence.
Istraživači u Laboratoriju za istraživanje elektronike MIT-a razvili su prijenosni aparat za pripremu vode koji morsku vodu može pretvoriti u sigurnu vodu za piće, prema Ianu Mountu iz časopisa Fortune.Mount piše da su istraživač Jongyun Khan i diplomirani student Bruce Crawford osnovali Nona Technologies kako bi komercijalizirali proizvod.
Istraživači na Massachusetts Institute of Technology "razvili su slobodno plutajući uređaj za desalinizaciju koji se sastoji od višestrukih slojeva isparivača koji vraćaju toplinu iz kondenzacije vodene pare, povećavajući njegovu ukupnu učinkovitost", izvještava Neil Nell Lewis iz CNN-a."Istraživači sugeriraju da bi se mogao konfigurirati kao plutajuća ploča na moru, slatka voda dovedena cjevovodom do obale, ili bi mogao biti dizajniran da služi jednom kućanstvu koristeći ga u spremniku s morskom vodom", napisao je Lewis.
Istraživači MIT-a razvili su prijenosni uređaj za desalinizaciju veličine kofera koji slanu vodu može pretvoriti u pitku vodu.pritiskom na gumb, javlja Elisaveta M. Brandon iz Fast Company.Uređaj bi mogao biti "neophodan alat za ljude na udaljenim otocima, teretnim brodovima, pa čak i izbjegličkim kampovima blizu vode", napisao je Brandon.
Izvjestiteljica matične ploče Audrey Carlton piše da su istraživači MIT-a razvili "prijenosni uređaj za desalinizaciju bez filtera koji koristi solarno generirana električna polja za odvraćanje nabijenih čestica kao što su sol, bakterije i virusi."Nestašica je sve veći problem za sve zbog porasta razine mora.Ne želimo mračnu budućnost, ali želimo pomoći ljudima da budu spremni za nju.”
Novi prijenosni uređaj za desalinizaciju na solarni pogon koji su razvili istraživači s MIT-a može proizvesti pitku vodu udodir gumba, prema Tonyju Ho Tranu iz The Daily Beasta."Uređaj ne ovisi o nikakvim filterima kao konvencionalni aparati za pripremu vode", napisao je Tran."Umjesto toga, vodu udara strujom kako bi uklonio minerale, poput čestica soli, iz vode."