Рабочий цикл опреснительной батареи. Пояснения – в тексте (иллюстрация Mauro Pasta et al./ASC, Nano Letters).

 

Новая технология опреснения обещает невысокие энергетические затраты в сравнении с дистилляцией, а также отсутствие головной боли с постоянно загрязняющимися и выходящими из строя мембранами, используемыми при обратном осмосе.

Учёные из Стэнфорда (Stanford University) и Рурского университета (Ruhr-Universität Bochum) придумали устройство, которое опресняет морскую воду за счёт циклического процесса насыщения ионами и освобождения от ионов специальных электродов, погружённых в воду.

Год назад та же команда разработала генератор, извлекающий электричество из разности в солёности морской и речной воды. Теперь же в опыте с опреснительной батареей изобретатели применили аналогичный цикл реакций, только обращённый в обратную сторону.

Новый аппарат состоит из двух электродов. Положительный представляет собой набор наностержней Na_2-xMn₅O₁₀ (NMO на схеме вверху). Отрицательный электрод — серебряный (Ag/AgCl). Эти пластины способны накапливать в себе ионы натрия и хлора соответственно.

Работает устройство следующим образом (смотрите схему под заголовком).

 

• Заряженные электроды, которые не содержат мобильных ионов натрия и хлора, погружаются в морскую воду. Постоянный ток удаляет ионы из раствора и переносит их в электроды.
• Чистая вода отводится и снова заменяется морской.
• Электроды перезаряжаются, выпуская ионы. Морская вода превращается в концентрированный рассол.
• Рассол отводится и заменяется морской водой. Установка готова к новому циклу.

В своей работе команда сообщает об энергопотреблении новой установки в 0,29 Вт-ч/л при удалении 25% соли. А это, мол, сравнимо с показателем для обратного осмоса (0,2), наиболее эффективного метода, передаёт Green Car Congress.

«Опреснительная батарея имеет простую конструкцию, использует подручные материалы, энергоэффективна, работает при комнатной температуре, с меньшей коррозией, чем существующие технологии опреснения воды, и она потенциально может быть избирательна по ионам Na⁺ и Cl^-, что положит конец необходимости в реминерализации», — сообщают авторы разработки.

Правда на производительность метода накладывает ограничения невысокая способность NMO-электрода накапливать ионы. Так что за один цикл объём опреснённой воды окажется невелик. Но низкие затраты электричества должны компенсировать этот недостаток конструкции.

Серия сообщений "Технологии":
Часть 1 - Солнечную энергетику России питает квант милосердия
Часть 2 - Лампочка ВасИльича
...
Часть 12 - Одноколесный электрический мотоцикл Ryno
Часть 13 - Школьник создал солнечную установку по числам Фибоначчи
Часть 14 - Инженеры представили опреснительную батарею
Часть 15 - Начата разработка новых моделей летающих машин Skycar
Часть 16 - Осторожно, лазеры! Россия-1
...
Часть 19 - 3D-принтеры
Часть 20 - Весь МИР под колпаком?
Часть 21 - День космических историй.Русский аватар