Phát hiện mới giúp khử muối trong nước biển hiệu quả và rẻ hơn

Một bài báo khoa học, đăng trên ScienceAlert cho biết, các nhà khoa học đã có những phát hiện quan trong đối với các màng lọc, giúp tiết kiệm năng lượng hơn từ 30 - 40%, nếu mật độ màng lọc đạt được đến cấp độ nano.

Theo nghiên cứu này, quy trình lọc nước bằng phương pháp thẩm thấu ngược (RO) sử dụng màng lọc và áp suất để loại bỏ khoáng chất để sản xuất nước sạch, việc giữ mật độ lọc đồng đều quan trọng hơn độ dày mỏng của màng, có khả năng tăng cường cấp độ làm sạch nước.

Trong quy trình lọc nước biển này, nguồn nước được nén với áp suất để vượt qua áp suất thẩm thấu, một thuộc tính tập hợp được dẫn động bởi sự khác biệt hóa học tiềm năng của dung môi và thông số nhiệt động lực học. Thẩm thấu ngược có thể loại bỏ nhiều loại hóa chất hòa tan và lơ lửng cũng như các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) khỏi nước, được sử dụng trong cả quy trình sản xuất nước công nghiệp và nước uống.

Mô hình quy trình lọc nước công nghiệp RO.

Kỹ sư môi trường Manish Kumar từ Đại học Texas – Austin Mỹ và các đồng nghiệp đã sử dụng kỹ thuật hiển vi điện tử đa phương thức để mô hình hóa mức độ hiệu quả quy trình làm sạch nước. Các nhà khoa học phát hiện được sự không đồng nhất và vùng chết trong màng ảnh hưởng lớn đến quá trình khử muối hơn là độ dày mỏng của màng.

Bản đồ 3D màng lọc nước cấp độ nano cho thấy sự không đồng đều cấu trúc.

Nếu mật độ vật liệu của các màng được phân bổ đều, có thể làm sạch nhiều nước hơn do tiêu hao năng lượng ít năng lượng hơn, giúp tiết kiệm chi phí. Giải pháp cải tiến màng lọc này sẽ làm cho quá trình khử muối trong nước hiệu quả hơn và dễ tiếp cận hơn.

Enrique Gomez, kỹ sư hóa học từ Đại học Bang Pennsylvania, cho biết, có thể nhìn thấy, trong phin lọc cà phê bằng mắt thường, có một số vị trí đậm đặc hơn hoặc ít hơn.

Các màng lọc trông như được phân bố đồng đều, nhưng không phải ở kích thước nano và sự phân bố đồng đều khối lượng có ý nghĩa quan trọng đối với hiệu suất lọc nước.

Dân số Trái Đất ngày càng tăng lên, tình trạng thiếu nước uống diễn ra thường xuyên hơn, việc chuyển đổi nước mặn từ đại dương thành nước ngọt để uống là một giải pháp nhanh nhất đáp ứng nhu cầu dân sinh.

Loại bỏ muối khỏi nước muối có vẻ dễ dàng bằng phương pháp chưng cất nước đun sôi, hơi nước được làm lạnh, ngưng tụ thành nước sạch.

Theo Cục Khảo sát Địa chất Mỹ, quá trình lọc nước này phải được thực hiện trên quy mô lớn để đáp ứng các quần thể dân cư lớn. Ngoài ra, những quy trình khử muối hiện nay rất tốn kém, cần nhiều năng lượng và cần cơ sở sản xuất quy mô lớn.

Phát hiện mới của các nhà khoa học, được công bố trên Tạp chí Science sẽ giúp quá trình khử muối rẻ hơn và hiệu quả hơn. Có thể được sử dụng trên tất cả mọi khu vực của hành tinh.

Nguồn: Khoa học & Đời sống