שיטה חדשנית להתפלת מים באמצעות ננו-צינורות פחמן

זיקוק באמצעות קרומית מספק מספר יתרונות. הוא מהווה טכנולוגיה נקייה ולא-רעילה וניתן לביצוע בטמפרטורות בתחום 90-60 מעלות צלזיוס 

חוקר מהמכון הטכנולוגי של ניו-ג’רזי הצליח לפתח תהליך התפלה מהיר, יעיל יותר וזול יותר המבוסס על ננו-צינורות פחמן. התהליך מוביל לקבלת ארכיטקטורה חדשנית ויחידה במינה עבור תהליך התפלה באמצעות קרומית ע”י קיבוע ננו- צינורות פחמן בתוך חרירי הקרומית. גישות רגילות לתהליכי התפלה מבוססות על התפלה תרמית ואוסמוזה הפוכה.

“לצערנו, שיטת ההתפלה הקיימת באמצעות קרומית יקרה מדי לשימוש במדינות ובערים הנדרשות למים הראויים לשתייה,” אמר החוקר הראשי. “באופן רגיל רק התעשייה, שבה קיימת זמינות גבוהה של חום לא מנוצל, מנצלת את התהליך הזה. אולם, אנו מקווים כי המחקר החדש שלנו יוביל להשלכות מרחיקות-לכת לטובת אספקת מים נקיים וראויים לשתייה לאנשים הצריכים אותם.” ממצאי המחקר החדש פורסמו בכתב-העת המדעי Applied Materials & Interfaces.
התפלה באמצעות קרומית היא תהליך לטיהור מים שבו מי-מלח מחוממים מוזרמים דרך קרומית דמויית- צינורית, המכונה סיב חלול. באמצעות מבנה זה, התפלה באמצעות קרומית מאפשרת רק לאדי המים לעבור דרך הדפנות של הצינורית החלולה, ואילו הנוזל ממשיך וזורם הלאה. כאשר המערכת מופעלת, מים ראויים לשתייה יוצאים משטף אדי המים הנע מהצד החם לצד הקר במערכת. בו בזמן, מי-מלח או תמיסת מלח עוברים במערכת כפסולת דרך הסיב.

זיקוק באמצעות קרומית מספק מספר יתרונות. הוא מהווה טכנולוגיה נקייה ולא-רעילה וניתן לביצוע בטמפרטורות בתחום 90-60 מעלות צלזיוס. טמפרטורות אלו נמוכות משמעותית מתהליכי זיקוק רגילים שבהם הטמפרטורות גבוהות יותר. באוסמוזה הפוכה נעשה שימוש בלחץ גבוה.
יחד עם זאת, זיקוק באמצעות קרומית אינו מחוסר בעיות – התהליך יקר והצלחת פעילותה היעילה והמתאימה של הקרומית עשויה להיות מאתגרת. “האתגר הגדול מכולם,” מסביר החוקר הראשי, “היא למצוא קרומיות מתאימות המעודדות שטף מוגבר של אדי מים אולם בו בזמן מונעת מהמלח לעבור דרכה.”
השיטה החדשה שפותחה מספקת קרומית יעילה יותר באמצעות עיגון ננו-שפופרות פחמן לחרירי הקרומית. התצורה החדשה של הקרומית לא רק שמגבירה את חדירות האדים אלא גם מונעת ממים נוזליים מלהיאחז בחרירי הקרומית. ממצאי המחקר מראים התגברות משמעותית בהפחתת כמויות המלח והמים המיוצרות. “זהו הישג חסר-תקדים שאותו אנו גאים לפרסם,” מוסיף החוקר.
יתרון משמעותי נוסף הוא בכך שהתהליך החדשני יכול לסייע לזיקוק באמצעות קרומית בטמפרטורות נמוכות יחסית, בקצב זרימה מהיר יותר ובריכוזי מלח גבוהים יותר. בהשוואה לקרומית רגילה, תהליך זיקוק זה מספק את אותה רמת ההפחתה בריכוז המלח בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס, ובקצב זרימה המהיר פי שישה.

הידיעה על המחקר