En studerendes mission for at beskytte verdens mest værdifulde ressource

Hooman Chamani, en ph.d. kandidat i Ottawa, er motiveret af én ting:At løse den globale vandkrise på en miljøvenlig måde. Det lyder måske simpelt, men indtil for nylig, det var ikke.

Nu, takket være hans arbejde sammen med Dr. Christopher Lan og Dr. Takeshi Matsuura, professorer ved Institut for Kemi og Biologisk Teknik ved University of Ottawa, og deres forskerhold, Joanne Woloszyn og Dr. Dipak Rana, en naturvenlig - men kommercielt levedygtig - løsning, der forbedrer de nuværende afsaltningsmetoder, er blevet identificeret.

Deres arbejde, "Porebefugtning i membrandestillation:En omfattende gennemgang, " blev for nylig offentliggjort i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift Fremskridt i materialevidenskab og identificerer kommercialiseret "membrandestillation" som en grøn løsning til rengøring, drikkevand.

"Med den kommercialiserede membrandestillation i stor skala, vi kan bevæge os hen imod en løsning på vandkrisen, "forklarer hovedforfatter Hooman Chamani.

Den Blå Planet

Mens Jorden for det meste er dækket af vand, tilgængeligheden af ​​naturligt ferskvand er relativt lavt, repræsenterer kun 2,5 procent af dens hydrosfære, hvor de resterende 97,5 procent er saltvand.

I takt med at befolkningen vokser, så er efterspørgslen efter vand, hvilket lægger pres på sin begrænsede mængde.

"Mere end to milliarder mennesker over hele verden har ikke adgang til rent drikkevand, " forklarer Hooman Chamani. "Selv i Canada, velsignet med rigelige ferskvandsressourcer, du kan finde regioner, der lider af vandmangel. Menneskelige aktiviteter som urbanisering og industrialisering brænder problemet ved at forurene tilgængelige ferskvandsreserver. Ud over, ændringer i vejret på grund af global opvarmning i de seneste årtier bidrager i høj grad til den globale vandmangel."

Afsaltning er processen med at fjerne salte og mineraler fra saltvand for at opnå ferskvand.

"Den avancerede teknik til afsaltning af havvand er omvendt osmose, " siger seniorforfatter Christopher Lan. "Men, en stor ulempe ved denne teknik er dens manglende evne til at afsalte højt koncentreret saltlage (saltvand). En alternativ metode til afsaltning, som er bedre rustet til at håndtere højt saltvandsopløsninger, er membrandestillation."

Befugtning af membranporer

Så, hvis membrandestillation er en bedre måde at få rent vand på, hvorfor er det ikke blevet bredt kommercialiseret endnu?

Ifølge forskerne, den mest fremherskende ulempe ved membrandestillation kaldes "membranporebefugtning".

"Hvis dette problem er løst, det er højst sandsynligt, at membrandestillation vil erstatte omvendt osmose som den foretrukne afsaltningsteknik, " siger Takeshi Matsuura. "Vi har forsøgt at gøre membrandestillation kommercielt mere levedygtig, især ved at tage fat på problemet med porebefugtning fra dets grundlæggende aspekt. I anmeldelsesartiklen, vi har præsenteret en omfattende gennemgang af den seneste udvikling, inklusive vores egne, for at forhindre membranporerne i at blive fugtet."

"I vores anmeldelse, vi diskuterer alle aspekter af porebefugtning, som er den mest kritiske udfordring ved membrandestillation, for at give bedre indsigt i dette uønskede fænomen med den mest avancerede viden på dette område."

Sikkert for os og miljøet

"Rejektsaltlagen fra omvendt osmose er meget koncentreret, og bortskaffelsen er blevet en kritisk udfordring for miljøet, " siger Hooman Chamani. "Derfor, behandling af højt saltholdige saltlage ved hjælp af kommercialiseret membrandestillation hjælper ikke kun med at give drikkevand til flere mennesker, men også med at håndtere saltlage og holde miljøet sikkert."

Men det er ikke en nem opgave.

"Efter mange års arbejde i dette felt, vores gruppe identificerede porebefugtning som et af de mest kritiske spørgsmål ved membrandestillation, " konkluderer Dr. Christopher Lan. "Hooman Chamani udfordrede dette problem, resulterer i en række publikationer med stor gennemslagskraft. Han er en af ​​de bedste ph.d. studerende, vi nogensinde har haft i vores laboratorium, og han er drevet af ét mål:at finde en løsning på vandkrisen ved at kommercialisere membrandestillation i stor skala."