Su Kıtlığını Önlemede Çığır Açan Teknoloji

Su Kıtlığını Önlemede Çığır Açan Teknoloji

Küresel bir araştırma ekibi, metal-organik çerçeveler (MOF’ler) ve güneş ışığı kullanarak acı su ve deniz suyunu 30 dakikadan daha kısa bir sürede güvenli ve temiz içme suyuna dönüştürebildi.

Dünyanın dört bir yanındaki milyonlarca insana içme suyu sağlayabilecek bir keşifte, araştırmacılar yalnızca zararlı parçacıkları sudan filtrelemek ve günde bir kilogram MOF için 139,5 L temiz su üretmekle kalmadı, aynı zamanda bu görevi mevcut tuzdan arındırma uygulamalarına göre daha fazla enerji tasarrufuyla daha verimli bir şekilde gerçekleştirdiler.

Dünya Sağlık Örgütü, kaliteli içme suyunun milyonda <600 parça (ppm) toplam çözünmüş katıya (TDS) sahip olması gerektiğini öne sürüyor. Araştırmacılar, sadece 30 dakikada <500 ppm’lik bir TDS elde edebildiler ve MOF’u güneş ışığı altında dört dakika içinde yeniden kullanmak üzere yeniden oluşturabildiler.

Dünyada bir ilk olan bu araştırma, prestijli Nature Sustainability dergisinde yayınlandı.

Avustralya’daki Monash Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümünden baş yazar Profesör Huanting Wang, bu çalışmanın enerji tasarrufu ve sürdürülebilir tuzdan arındırma ve su arıtma için uyarıcıya duyarlı malzemeler tasarlamak için yeni bir yön açtığını söyledi.

Küresel olarak artan su kıtlığını gidermek için tuzdan arındırma kullanılmıştır. Acı su ve deniz suyunun mevcudiyeti nedeniyle ve tuzdan arındırma süreçleri güvenilir olduğundan, arıtılmış su mevcut su sistemlerine minimum sağlık riski ile entegre edilebilir. ”dedi ,Profesör Wang.

Ancak, buharlaştırma yoluyla termal tuzdan arındırma süreçleri aşırı enerji tüketen süreşlerdir ve ters ozmoz gibi diğer teknolojilerin, membran temizleme ve klorsuzlaştırma işlemlerinde yüksek enerji tüketimi ve kimyasal kullanımı gibi bir dizi dezavantajı var.

“Güneş ışığı, Dünya üzerindeki en bol ve yenilenebilir enerji kaynağıdır. Rejenerasyon için güneş ışığını kullanarak yeni bir adsorban( yüzeye tutucu) bazlı tuzdan arındırma sürecini geliştirmemiz, tuzdan arındırma için enerji açısından verimli ve çevresel açıdan sürdürülebilir bir çözüm sağlıyor. ”

Metal-organik çerçeveler, bilinen herhangi bir malzemenin en büyük yüzey alanına sahip kristal bir malzeme oluşturan metal iyonlarından oluşan bir bileşikler sınıfıdır. Aslında, MOF’ler o kadar gözeneklidir ki bir futbol sahasının tüm yüzeyini bir çay kaşığına sığdırabilirler.

Araştırma ekibi, PSP-MIL-53 adında özel bir MOF oluşturdu. Bu, nefeslendirme etkileri ve su ve karbon dioksit gibi moleküllerin adsorpsiyonuna geçişleriyle tanınan özel bir MOF olan MIL-53’ün gözeneklerine poli (spiropiran akrilat) (PSP) eklenerek sentezlendi.

Araştırmacılar, PSP-MIL-53’ün düşük enerji tüketimi ile günde kilogram MOF başına 139.5L tatlı su verebildiğini gösterdi. Bu, nehir, göl veya aküferden(yeraltı su tabakası) elde edilen 2,233 ppm suyun tuzdan arındırılmasından kaynaklanıyordu.

Profesör Wang, bunun, gelecekteki temiz su çözümleri için bu MOF’u kullanmanın dayanıklılığını ve sürdürülebilirliğini vurguladığını söyledi.

Profesör Wang, “Bu çalışma, ışığa duyarlı MOF’lerin tuzdan arındırma için umut verici, enerji açısından verimli ve sürdürülebilir bir adsorban olduğunu başarıyla gösterdi.” dedi.

“Çalışmamız, enerji talebini azaltmak ve suyu tuzdan arındırmanın sürdürülebilirliğini iyileştirmek için güneş enerjisinin kullanılmasına yönelik işlevsel malzemelerin tasarımı için heyecan verici yeni bir yol sağlıyor.

“Bu güneş ışığına duyarlı MOF’ler, sürdürülebilir madencilik ve diğer ilgili uygulamalar için düşük enerjili ve çevre dostu maden çıkarma araçları için potansiyel olarak daha fazla işlevselleştirilebilir.”

Çeviri:Simge KARA

Kaynak:Daha fazla bilgi:  Sürdürülebilir su tuzdan arındırma için güneş ışığına duyarlı metal organik çerçeve sistemi,  Nature Sustainability  (2020). DOI: 10.1038 / s41893-020-0590-x  ,  www.nature.com/articles/s41893-020-0590-x

https://www.nature.com/natsustain/

https://www.monash.edu/

200 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
14 + 21 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.