La nanotechnologie permet de rendre potable l'eau salée

Les chercheurs étudient les nanomatériaux pour la fabrication de l'eau salée potable. Aujourd'hui, le dessalement de l'eau de sel est un processus très coûteux, mais la nanotechnologie pourrait changer cela.

Bien qu'il y ait beaucoup d'eau autour, seulement une petite partie de celui-ci est potable. Selon l'USGS (United States Geological Survey), nos océans contiennent environ 96,5 pour cent de toute l'eau sur la Terre, mais évidemment, l'eau salée est pas potable. Ensuite, il ya des problèmes dans l'approvisionnement et la qualité de l'eau.

Les problèmes vont de la population des villes étant trop grande pour la quantité d'eau disponible dans les rivières et les lacs, les villages ruraux où l'eau disponible est polluée, mais ils ont pas d'installations de traitement de l'eau. (Les Nations Unies estiment que 1,1 milliards de personnes ne disposent pas accès à des installations de traitement de l'eau.)

Compte tenu de ces problèmes, l'idée de faire eau salée potable est séduisante. Cependant, le coût de le faire est actuellement très élevé. Pour les communautés près de l'eau de mer, les bonnes nouvelles sont que la nanotechnologie contribue à rendre le dessalement de l'eau salée plus économique.

Le mouvement naturel de molécules d'eau dans l'eau de mer à égaliser la concentration de contaminants est appelé osmose. Le processus de forcer les molécules d'eau de l'eau salée à l'eau douce est l'inverse de ce processus et donc est appelé osmose inverse.

Le procédé d'osmose inverse est utilisée dans de nombreuses usines de dessalement. Dans ce système, vous passez d'eau salée sous pression, ce qui l'oblige à travers une membrane. La membrane est généralement un polymère ayant de nombreux pores nanométriques, et est un matériau qui permet à l'eau à travers les pores, mais arrête des sels et des bactéries.

Systèmes d'osmose inverse exigent des pompes afin de maintenir une pression suffisante pour forcer l'eau à travers la membrane ainsi que des procédures de nettoyage pour nettoyer les bactéries qui se développe sur le côté d'eau de mer de la membrane, nommé encrassement.

Les chercheurs étudient l'utilisation de nanomatériaux pour réduire la pression nécessaire pour forcer l'eau à travers la membrane et de réduire la capacité des bactéries de se développer sur la membrane.

Assurez-débit d'eau plus facilement à travers la membrane

Nous pourrions être en mesure de bénéficier de nanotubes de carbone dans les membranes utilisées en osmose inverse pour aider avec le processus de dessalement. Par exemple, une société appelée NanOasis travaille sur les membranes qui contiennent un film polymère très dense avec des pores de nanotubes de carbone.

Étant donné que l'intérieur de nanotubes de carbone est très lisse, l'eau est transportée à travers plus facilement. Et, tandis que les pores de la nano permettent à l'eau de couler à travers, ils arrêtent des ions de sel, ce qui rend cette méthode parfaite pour le dessalement. Cette méthode pourrait réduire l'énergie requise pour le dessalement de 30 à 50 pour cent.

Réduire les bactéries dans l'osmose inverse

Une compagnie appelée NanoH₂O ajoute nanoparticules pour leur membrane pour optimiser les propriétés telles que la rugosité de surface et la charge. La société a été en mesure de réduire le risque de bactéries adhérant à la membrane. Parce que les bactéries sur la membrane peuvent réduire la quantité d'eau passant à travers, ce qui réduit les bactéries sur la membrane signifie que vous ne devez pas arrêter le système pour nettoyer aussi souvent.

Explorez désionisation capacitive

Procédé de dessalement désionisation capacitive appelé a le potentiel de devenir plus rentable que l'osmose inverse. Une cellule de désionisation capacitive contient deux électrodes, l'une chargée positivement et une charge négative.

Les électrodes sont facturés parce que le sel est constitué d'ions négatifs et positifs. Parce que des charges opposées attirent, ions chargés négativement sont attirés par l'électrode chargée positivement et ions chargés positivement sont attirés vers l'électrode chargée négativement. Par exemple, si vous Dissoudre le sel de table ordinaire (chlorure de sodium) dans l'eau, le sodium et le chlorure séparent pour former des ions de sodium chargés positivement et des ions chlorure chargés négativement.

Comme l'eau de mer passe par la cellule, les ions de sels se fixent sur les électrodes de l'eau désionisée et laisse l'autre extrémité de la cellule. Cette technique ne nécessite pas la haute pression pour pousser l'eau à travers la membrane, comme dans l'osmose inverse, de sorte qu'il serait moins coûteux et en utilisant moins d'énergie.

Les chercheurs développent des électrodes à base de nanomatériaux pour augmenter la surface de l'électrode, ce qui devrait augmenter la vitesse à laquelle une cellule peut éliminer les ions de sel de l'eau de mer. Une technique intéressante est l'utilisation d'électrodes construites à partir de flocons de graphène, qui les chercheurs de l'Université de l'Australie du Sud ont démontré. Les chercheurs du monde entier tentent également de développer des systèmes capacitif désionisation faible coût utilisant des électrodes nanostructurés.