MIT-ovi istraživači razvili su prijenosni uređaj za desalinizaciju, težak manje od 10 kilograma, koji može uspješno ukloniti čestice i sol u procesu proizvodnje pitke vode. Uređaj veličine kofera, koji za rad zahtijeva manje energije od punjača za mobitel, također se može pokretati pomoću male, prijenosne solarne ploče, koja se može kupiti online za oko 50 dolara. Automatski proizvodi pitku vodu koja nadmašuje minimalne standarde kvalitete Svjetske zdravstvene organizacije.
Za razliku od drugih prijenosnih uređaja za desalinizaciju koje zahtijevaju da voda prođe kroz filtere, ovaj uređaj koristi električnu energiju za uklanjanje čestica iz pitke vode.
Drugim riječima, ovaj bi uređaj mogao biti od velike koristi u udaljenim područjima s ograničenim resursima, kao što su zajednice na malim otocima ili na pomorskim teretnim brodovima. Također se može koristiti za pomoć izbjeglicama koje bježe od prirodnih katastrofa ili vojnicima koji provode dugotrajne vojne operacije.
“Ovo je doista kulminacija 10-godišnjeg putovanja na kojem smo bili ja i moja grupa. Godinama smo radili na fizici koja stoji iza pojedinačnih procesa desalinizacije, ali guranje svih tih napredaka u kutiju, izgradnja sustava i njegova demonstracija u oceanu, to je za mene bilo stvarno značajno i korisno iskustvo,” kazao je Jongyoon Han, profesor elektrotehnike i računarstva te biološkog inženjerstva i član Znanstveno-istraživačkog laboratorija za elektroniku.
Foto: M. Scott Brauer
Komercijalno dostupni prijenosni uređaji za desalinizaciju obično zahtijevaju visokotlačne pumpe za potiskivanje vode kroz filtre, koje je vrlo teško smanjiti bez ugrožavanja energetske učinkovitosti uređaja.
Umjesto toga, njihov se uređaj oslanja na tehniku zvanu polarizacija koncentracije iona (ICP). Umjesto filtriranja vode, ICP proces primjenjuje električno polje na membrane postavljene iznad i ispod kanala vode. Membrane odbijaju pozitivno ili negativno nabijene čestice – uključujući molekule soli, bakterije i viruse – dok prolaze pokraj njih. Nabijene čestice usmjeravaju se u drugi tok vode koji se na kraju ispušta.
Procesom se uklanjaju i otopljene i suspendirane krutine, dopuštajući čistoj vodi da prođe kroz kanal. Budući da zahtijeva samo niskotlačnu pumpu, ICP koristi manje energije od drugih tehnika.
Ali ICP ne uklanja uvijek sve soli, stoga su istraživači uključili drugi proces, poznat kao elektrodijaliza, za uklanjanje preostalih iona soli.
Nakon izvođenja laboratorijskih eksperimenata koristeći vodu s različitim razinama saliniteta i zamućenosti, uređaj su testirali na terenu na plaži Carson u Bostonu. Postavili su kutiju blizu obale i bacili dovodnu cijev u vodu. U otprilike pola sata uređaj je napunio plastičnu čašu za piće čistom, pitkom vodom.
Dobivena voda premašila je smjernice kvalitete Svjetske zdravstvene organizacije, a prototip proizvodi pitku vodu brzinom od 0,3 litre po satu.
Yoon se nada da će učiniti uređaj lakšim za korištenje i poboljšati njegovu energetsku učinkovitost i stopu proizvodnje kroz startup koji planira pokrenuti kako bi komercijalizirao tehnologiju.
“Ovo je definitivno uzbudljiv projekt i ponosan sam na napredak koji smo do sada postigli, ali ima još puno posla”, zaključuje.