Sử dụng ống nano cacbon để phát triển quy trình khử muối mới
GS Somenath Mitra thuộc Viện Công nghệ New Jersey đã tìm ra quá trình khử mặn nhanh hơn, tốt hơn và rẻ hơn được tăng cường bởi các ống nano cacbon. Quá trình này tạo ra một phương pháp độc đáo cho quy trình chưng cất màng làm cố định ống nano cacbon trong các lỗ màng. Phương pháp thông thường để khử muối là chưng cất nhiệt và thẩm thấu ngược.
Ông Mitra nói:
"Phương pháp chưng cất màng hiện tại quá đắt và những đô thị lại ngày càng
cần nhiều nước sạch. Thông thường chỉ có ngành công nghiệp, nơi mà chất thải
nhiệt sẵn có để dùng trong quá trình này. Tuy nhiên, chúng tôi hy vọng công
việc mới của chúng tôi sẽ có kết quả sâu rộng để mang lại nguồn nước tốt và
sạch". Chưng cất màng là một quá trình lọc nước mà trong đó nước muối nóng
chảy qua một lớp màng giống như ống, gọi là sợi rỗng. Ông Mitra nói: "Hãy
nghĩ về đường ruột của bạn, nó được thiết kế theo cách mà dinh dưỡng đi qua
nhưng không phải là chất thải." Sử dụng một cấu trúc tương tự, quá trình
chưng cất màng chỉ cho phép hơi nước đi qua các thành của ống rỗng, nhưng không
phải là chất lỏng. Khi các hệ thống hoạt động, nguồn nước nổi lên từ dòng hơi
nước trong đó di chuyển từ bên nóng sang bên lạnh. Cùng lúc đó, nước mặn hoặc
nước muối như chất thải trong cơ thể sẽ di chuyển qua sợi. Màng chưng cất có một
số lợi thế. Đó là, công nghệ sạch không độc và có thể được thực hiện ở 60-90
ºC. Đây là nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với phương pháp chưng cất thông thường
sử dụng nhiệt độ cao hơn. Thẩm thấu ngược sử dụng áp suất tương đối cao.
Tuy nhiên, quá trình chưng
cất khá tốn kém và để màng hoạt động phù hợp và có hiệu quả là vấn đề khó khăn.
Ông Mitra cho rằng thách thức lớn nhất là tìm được màng thích hợp thì nó làm
thúc đẩy dòng hơi nước bốc cao hơn nhưng phải ngăn được muối đi qua nó.
Phương pháp mới của Mitra tạo ra một màng tốt hơn bằng
cách làm cố định ống nano cacbon trong các lỗ màng. Các cấu trúc
không chỉ làm tăng thẩm thấu hơi nước mà còn ngăn cản nước ở thể lỏng làm tắc
nghẽn lỗ màng. Kết quả thử nghiệm cho thấy lượng muối giảm và lượng nước sản xuất
tăng lên. Một lợi thế là quy trình mới có thể tạo thuận lợi cho quá trình chưng
cất màng ở nhiệt độ tương đối thấp, tốc độ dòng chảy cao hơn và nồng độ muối
cao hơn. So với một lớp màng đồng bằng, quá trình chưng cất mới thể hiện cùng
một mức độ giảm muối ở 20 °C nhiệt độ thấp hơn, và ở một tốc độ lớn hơn sáu lần
dòng chảy.