Vandafsaltning sætter farten op

En membran lavet af porøse kulfiberstrukturer dyrket på et porøst keramisk substrat er mere effektiv til at filtrere havvand end eksisterende lignende membraner.

Konstruerede porøse membraner kunne hjælpe med at genvinde ferskvand fra stærkt forurenet grundvand og havvand, som har et kritisk behov i udviklingslande og tørre miljøer som den arabiske halvø. Konventionelle vandafsaltningsprocesser er afhængige af polymermembraner. Imidlertid, hvis disse membraner opnår en meget god saltafvisning, de kan komme til at mangle den nødvendige høje ferskvandsstrøm.

Zhiping Lai og kolleger fra KAUST har udviklet kulstof-kompositmembraner, der består af et netværk af kulfibre aflejret på en porøs, hult keramisk rør. Disse membraner er "de første, der kan bruges i alle tre membranbaserede afsaltningsprocesser, nemlig membrandestillation, omvendt osmose og fremadgående osmose, " siger Lai. Disse membraner kan samtidig afvise alt saltet og lukke store mængder ferskvand gennem deres nanoskopiske porer, mens de bruger lidt energi. Vandstrømmene er op til 20 gange højere end for kommercielle membraner.

Disse resultater kommer fra en unik grænsefladesaltsigtende effekt, som adskiller sig fra en opløsningsdiffusionsmekanisme observeret i polymermembraner, forklarer Lai. Den ene side af membranen er nedsænket i saltvand, mens den anden er i kontakt med ferskvand, skabe et mellemrum mellem to væskeoverflader. "Vand fordamper fra saltvandet og passerer hurtigt gennem kulstofgabet, før det kondenserer på ferskvandssiden. Takket være kulfibrenes fremragende varmeledningsevne, det meste af energien kan genvindes, hvilket reducerer energiforbruget med mere end 80 procent, " tilføjer Lai.