Исследователи разработали инновационные электроды из углеродной ткани, которые эффективно удаляют бор из морской воды, что может стать революцией в процессе опреснения. Они обеспечивают более экологически чистый и экономичный способ очистки, избавляя от необходимости использования дорогих химикатов.
Процесс удаления бора происходит путем расщепления молекул на ионы. Ионы гидроксида связываются с бором, который затем прилипает к положительным электродам, обеспечивая более безопасную очистку воды. Это важный шаг на пути к обеспечению безопасности морской воды для питья, особенно в условиях глобального водного кризиса.
Проект, который был разработан инженерами из Мичиганского университета и Университета Райса, позволяет значительно снизить химические и энергетические затраты на опреснение воды, при этом снижая себестоимость производства питьевой воды на 15%, что эквивалентно экономии около 20 центов на каждом кубическом метре очищенной воды, — сообщает Вэй Пан, исследователь из Университета Райса.
Бор является естественным компонентом морской воды, но может стать токсичным, если он превышает допустимые уровни в питьевой воде. Уровни бора в морской воде часто оказываются выше, чем рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения, а его избыток может вредить растениям, что делает удаление бора важной частью процесса опреснения.
«Мы создали новую технологию, которая позволяет удалять бор более эффективно и с меньшими затратами энергии, чем традиционные методы», — поясняет Йован Камчев, профессор химической инженерии и макромолекулярной науки в Мичиганском университете.
По данным исследования, в 2019 году глобальная мощность опресненных вод достигла 95 миллионов кубических метров в день, и внедрение новых технологий для удаления бора может сэкономить до 6,9 миллиарда долларов в год. К примеру, крупномасштабные объекты, такие как опреснительный завод в Сан-Диего, смогут ежегодно экономить миллионы долларов.
Такие инновации не только снизят затраты на опреснение, но и сделают морскую воду более доступным и устойчивым источником питьевой воды, что особенно важно в условиях растущего водного дефицита. Согласно прогнозам Глобальной комиссии по экономике водных ресурсов, к 2030 году запасы пресной воды будут обеспечивать только 40% от необходимого объема.
Команда исследователей также отмечает, что их метод может быть адаптирован для удаления других загрязнителей, таких как мышьяк, превращая их в формы, которые легче поддаются удалению.
«Наше исследование открывает перспективы для разработки новых платформ, которые могут решить проблему загрязнения воды и помочь в глобальной борьбе с водным кризисом», — заключает Менахем Элимелех, профессор гражданской и экологической инженерии в Университете Райса.