Forskning tilbyder ny afsaltningsproces ved hjælp af kulstofnanorør

En hurtigere, bedre og billigere afsaltningsproces forbedret med kulnanorør er blevet udviklet af NJIT professor Somenath Mitra. Processen skaber en unik ny arkitektur for membrandestillationsprocessen ved at immobilisere kulnanorør i membranporerne. Konventionelle metoder til afsaltning er termisk destillation og omvendt osmose.

"Desværre er den nuværende membrandestillationsmetode for dyr til brug i lande og kommuner, der har brug for drikkevand, "sagde Mitra." Generelt kun industrien, hvor spildvarme er frit tilgængelig, bruger denne proces. Imidlertid, vi håber, at vores nye arbejde vil få vidtrækkende konsekvenser, der bringer godt, rent vand til de mennesker, der har brug for det. "

Processen er beskrevet i "Vandafsaltning ved hjælp af Carbon Nanotube Enhanced Membrane Destillation, "af Mitra og hans forskerhold i det aktuelle nummer af American Chemistry Society's Anvendte materialer og grænseflader . Doktorander Ken Gethard og Ornthida Sae-Khow arbejdede på projektet. Mitra er formand for afdelingen for kemi og miljøvidenskab.

Membrandestillation er en vandrensningsproces, hvor opvarmet saltvand passerer gennem en rørlignende membran, kaldes en hul fiber. "Tænk på dine tarme, "sagde Mitra." Det er designet på en sådan måde, at ernæring passerer igennem, men ikke affaldet. "Ved hjælp af en lignende struktur, membrandestillation tillader kun vanddamp at passere gennem væggene i det hule rør, men ikke væsken. Når systemet fungerer, drikkevand kommer ud af nettostrømmen af ​​vanddamp, der bevæger sig fra den varme til den kølige side. På samme tid, saltvand eller saltvand passerer som kropsaffald ville gå gennem fiberen.

Membrandestillation giver flere fordele. Det er rent, giftfri teknologi og kan udføres ved 60-90 C. Denne temperatur er betydeligt lavere end konventionel destillation, der anvender højere temperaturer. Omvendt osmose bruger relativt højt tryk.

Alligevel, membrandestillation er ikke problemfri. Det er dyrt og det kan være svært at få membranen til at fungere korrekt og effektivt. "Den største udfordring, "sagde Mitra, "finder passende membraner, der tilskynder til høj vanddampstrøm, men forhindrer salt i at passere igennem."

Mitras nye metode skaber en bedre membran ved at immobilisere kulnanorør i porerne. Den nye arkitektur øger ikke kun dampgennemtrængning, men forhindrer også flydende vand i at tilstoppe membranporerne. Testresultater viser dramatiske stigninger i både reduktioner i salt- og vandproduktion. "Det er en bemærkelsesværdig bedrift, og vi er stolte over at kunne offentliggøre, "sagde Mitra.

En anden fordel er, at den nye proces kan lette membrandestillation ved en relativt lavere temperatur, højere strømningshastighed og højere saltkoncentration. Sammenlignet med en almindelig membran, denne nye destillationsproces demonstrerer det samme niveau af saltreduktion ved en 20 ° C lavere temperatur, og ved en strømningshastighed seks gange større.

"Tilsammen fører disse fordele til en grønnere proces, der kan gøre membrandestillation økonomisk konkurrencedygtig med eksisterende afsaltningsteknologier, og vi håber, at det kan levere drikkevand, hvor det er mest nødvendigt, "sagde Mitra.