Obrazy pobrane ze strony internetowej Biura Prasowego Massachusetts Institute of Technology są dostępne dla organizacji non-profit, mediów i ogółu społeczeństwa na podstawie licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – użycie niekomercyjne, brak utworów pochodnych.Nie możesz modyfikować dostarczonych obrazów, jeśli nie zostały przycięte do odpowiedniego rozmiaru.Podczas odtwarzania obrazów należy wykorzystać środki;jeśli nie ma go na liście poniżej, połącz obraz z „MIT”.
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali przenośne urządzenie odsalające o wadze poniżej 10 kg, które usuwa cząstki stałe i sól w celu wytworzenia wody pitnej.
Urządzenie wielkości walizki zużywa mniej energii niż ładowarka do telefonu i może być zasilane przez mały przenośny panel słoneczny, który można kupić w Internecie za około 50 dolarów.Automatycznie produkuje wodę pitną, która przekracza standardy Światowej Organizacji Zdrowia.Technologia jest zamknięta w przyjaznym dla użytkownika urządzeniu, które działa nanaciśnięcie przycisku.
W przeciwieństwie do innych przenośnych dystrybutorów wody, które wymagają, aby woda przeszła przez filtr, to urządzenie wykorzystuje energię elektryczną do usuwania cząstek z wody pitnej.Wymiana filtra nie jest wymagana, co znacznie zmniejsza potrzebę długoterminowej konserwacji.
Mogłoby to pozwolić na rozmieszczenie jednostki w odległych obszarach o ograniczonych zasobach, takich jak społeczności na małych wyspach lub na pokładach morskich statków towarowych.Można go także wykorzystać, aby pomóc uchodźcom uciekającym przed klęskami żywiołowymi lub żołnierzom biorącym udział w długotrwałych operacjach wojskowych.
„To naprawdę zwieńczenie 10-letniej podróży dla mnie i mojego zespołu.Przez lata pracowaliśmy nad fizyką różnych procesów odsalania, ale włożyliśmy wszystkie te osiągnięcia do pudełka, zbudowaliśmy system i przeprowadziliśmy to w oceanie.Było to dla mnie bardzo satysfakcjonujące i satysfakcjonujące doświadczenie” – powiedział starszy autor Jongyoon Han, profesor elektrotechniki, informatyki i bioinżynierii oraz członek Laboratorium Badań nad Elektroniką (RLE).
Do Khana dołączyli pierwszy autor Jungyo Yoon, członek RLE, Hyukjin J. Kwon, były pracownik naukowy ze stopniem doktora, Sungku Kang, stażysta podoktorski na Northeastern University oraz Dowództwo Rozwoju Zdolności Bojowych Armii Stanów Zjednoczonych (DEVCOM) Eric Braque.Wyniki badania opublikowano w Internecie w czasopiśmie Environmental Science & Technology.
Yoon wyjaśniła, że komercyjne przenośne zakłady odsalania zazwyczaj wymagają pomp wysokociśnieniowych do przepuszczania wody przez filtry, które trudno zminiaturyzować bez uszczerbku dla efektywności energetycznej urządzenia.
Zamiast tego ich urządzenie opiera się na technice zwanej polaryzacją stężenia jonów (ICP), której grupa Khana była pionierem ponad 10 lat temu.Zamiast filtrować wodę, proces ICP przykłada pole elektryczne do membrany znajdującej się nad i pod drogą wodną.Kiedy dodatnio lub ujemnie naładowane cząstki, w tym cząsteczki soli, bakterie i wirusy, przechodzą przez membranę, są przez nią odpychane.Naładowane cząstki kierowane są do drugiego strumienia wody, który ostatecznie zostaje wyrzucony.
Proces ten usuwa rozpuszczone i zawieszone ciała stałe, umożliwiając przepływ czystej wody przez kanały.Ponieważ wymaga jedynie pompy niskociśnieniowej, ICP zużywa mniej energii niż inne technologie.
Jednak ICP nie zawsze usuwa całą sól unoszącą się na środku kanału.Dlatego naukowcy wdrożyli drugi proces zwany elektrodializą, aby usunąć pozostałe jony soli.
Yun i Kang wykorzystali uczenie maszynowe, aby znaleźć idealne połączenie modułów ICP i elektrodializy.Optymalna konfiguracja składa się z dwuetapowego procesu ICP, w którym woda przepływa przez sześć modułów w pierwszym etapie, następnie przez trzy moduły w drugim etapie, po którym następuje proces elektrodializy.Minimalizuje to zużycie energii, jednocześnie zapewniając samooczyszczanie procesu.
„Chociaż prawdą jest, że niektóre naładowane cząstki mogą zostać wychwycone przez membranę jonowymienną, jeśli zostaną uwięzione, możemy je łatwo usunąć, po prostu zmieniając polaryzację pola elektrycznego” – wyjaśnił Yun.
Zmniejszyli i umieścili moduły ICP i elektrodializy, aby poprawić ich efektywność energetyczną i umożliwić ich dopasowanie do jednostek przenośnych.Naukowcy opracowali urządzenie dla niespecjalistów, dzięki któremu proces automatycznego odsalania i czyszczenia można rozpocząć już za pomocą jednego urządzeniaprzycisk.Gdy zasolenie i liczba cząstek spadną poniżej określonych progów, urządzenie powiadomi użytkownika, że woda jest gotowa do picia.
Naukowcy stworzyli także aplikację na smartfony, która bezprzewodowo steruje urządzeniem i raportuje w czasie rzeczywistym dane dotyczące zużycia energii i zasolenia wody.
Po eksperymentach laboratoryjnych z wodą o różnym stopniu zasolenia i zmętnienia (mętności), urządzenie zostało przetestowane w terenie na bostońskiej plaży Carson Beach.
Yoon i Kwon ustawili pudło na brzegu i wrzucili karmnik do wody.Po około pół godzinie urządzenie napełniło plastikowy kubek czystą wodą pitną.
„To było bardzo ekscytujące i zaskakujące, że udało się już przy pierwszym uruchomieniu.Myślę jednak, że głównym powodem naszego sukcesu jest kumulacja wszystkich drobnych ulepszeń, które wprowadziliśmy po drodze” – powiedział Khan.
Powstała woda przewyższa standardy jakości Światowej Organizacji Zdrowia, a instalacja zmniejsza ilość zawiesin co najmniej 10-krotnie.Ich prototyp wytwarza wodę pitną w ilości 0,3 litra na godzinę i zużywa tylko 20 watogodzin na litr.
Według Khana jednym z największych wyzwań przy opracowywaniu systemu przenośnego jest stworzenie intuicyjnego urządzenia, z którego każdy będzie mógł korzystać.
Yoon ma nadzieję skomercjalizować tę technologię za pośrednictwem start-upu, który planuje uruchomić, aby uczynić urządzenie bardziej przyjaznym dla użytkownika oraz poprawić jego efektywność energetyczną i wydajność.
W laboratorium Khan chce zastosować wnioski, których nauczył się w ciągu ostatniej dekady, do zagadnień związanych z jakością wody wykraczających poza odsalanie, takich jak szybkie wykrywanie zanieczyszczeń w wodzie pitnej.
„To z pewnością ekscytujący projekt i jestem dumny z postępu, jaki poczyniliśmy do tej pory, ale nadal pozostaje wiele do zrobienia” – powiedział.
Na przykład, chociaż „rozwój przenośnych systemów wykorzystujących procesy elektromembranowe jest oryginalnym i interesującym sposobem odsalania wody na małą skalę poza siecią”, skutki zanieczyszczenia, szczególnie jeśli woda ma duże zmętnienie, mogą znacznie zwiększyć wymagania konserwacyjne i koszty energii , zauważa Nidal Hilal, prof. inżynier i dyrektor Centrum Badań nad Wodą w Abu Zabi na Uniwersytecie Nowojorskim, który nie był zaangażowany w badanie.
„Kolejnym ograniczeniem jest użycie drogich materiałów” – dodał.„Ciekawie będzie zobaczyć podobne systemy wykorzystujące niedrogie materiały”.
Badanie zostało częściowo sfinansowane przez DEVCOM Soldier Center, laboratorium Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), program stypendiów podoktorskich Northeastern University w zakresie eksperymentalnej sztucznej inteligencji oraz Instytut Sztucznej Inteligencji Ru.
Według Iana Mounta z „Fortune” naukowcy z Laboratorium Badań nad Elektroniką MIT opracowali przenośny ekspres do wody, który może zamienić wodę morską w bezpieczną wodę pitną.Mount pisze, że naukowiec Jongyun Khan i absolwent Bruce Crawford założyli firmę Nona Technologies w celu komercjalizacji produktu.
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology „opracowali swobodnie pływające urządzenie do odsalania składające się z wielu warstw parowników, które odzyskują ciepło ze skraplania pary wodnej, zwiększając jego ogólną wydajność” – relacjonuje Neil Nell Lewis z CNN.„Naukowcy sugerują, że można go skonfigurować jako pływający panel na morzu, doprowadzający świeżą wodę rurociągami do brzegu lub można go zaprojektować do obsługi pojedynczego gospodarstwa domowego, używając go w zbiorniku z wodą morską” – napisał Lewis.
Naukowcy z MIT opracowali przenośne urządzenie odsalające wielkości walizki, które może zamienić słoną wodę w wodę pitnąnaciśnięcie przycisku, relacjonuje Elisaveta M. Brandon z Fast Company.Urządzenie może być „niezbędnym narzędziem dla mieszkańców odległych wysp, morskich statków towarowych, a nawet obozów dla uchodźców w pobliżu wody” – napisał Brandon.
Reporterka zajmująca się płytą główną, Audrey Carlton, pisze, że badacze z MIT opracowali „bezfiltrowe, przenośne urządzenie do odsalania, które wykorzystuje pola elektryczne generowane przez energię słoneczną do odbijania naładowanych cząstek, takich jak sól, bakterie i wirusy”.Niedobór jest coraz większym problemem dla wszystkich ze względu na podnoszący się poziom mórz.Nie chcemy czarnej przyszłości, ale chcemy pomóc ludziom przygotować się na nią”.
Nowe przenośne urządzenie do odsalania zasilane energią słoneczną, opracowane przez naukowców z MIT, może produkować wodę pitną na...dotknięcie przycisku– twierdzi Tony Ho Tran z The Daily Beast.„Urządzenie nie jest zależne od żadnych filtrów, takich jak konwencjonalne urządzenia do wytwarzania wody” – napisał Tran.„Zamiast tego poddaje wodę prądowi, aby usunąć z niej minerały, takie jak cząsteczki soli”.