technologia odsalania wody

Nowa technologia odsalania wody poprzez usuwanie boru

Technologia odsalania wody za pomocą wychwytywania cząsteczek boru przy użyciu elektrod z włókien węglowych przyśpieszy filtracje wody.

Dostęp do czystej wody pitnej staje się jednym z największych wyzwań współczesnego świata. W obliczu rosnącego zapotrzebowania na wodę i coraz częstszych susz, naukowcy nieustannie poszukują nowych, efektywniejszych metod jej pozyskiwania. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków jest odsalanie wody morskiej, jednak proces wiąże się z wysokimi kosztami i koniecznością stosowania dużych ilości chemikaliów. Nowa technologia opracowana przez inżynierów z Uniwersytetu Michigan i Uniwersytetu Rice może to zmienić – wykorzystuje innowacyjne elektrody z włókna węglowego do usuwania boru, jednego z głównych zanieczyszczeń wody morskiej, bez konieczności stosowania dużej ilości dodatkowych substancji chemicznych.

Bor to naturalnie występujący pierwiastek w wodzie morskiej, który w nadmiernych ilościach staje się toksyczny zarówno dla ludzi, jak i roślin. Poziom boru w wodzie morskiej jest około dwukrotnie wyższy niż najbardziej liberalne normy Światowej Organizacji Zdrowia dla wody pitnej i od pięciu do dwunastu razy wyższy niż tolerancja wielu roślin uprawnych. To sprawia, że skuteczne usunięcie tego pierwiastka jest kluczowe dla uzyskania bezpiecznej wody pitnej oraz jej zastosowania w rolnictwie.

Dotychczasowe metody usuwania boru w zakładach odsalania polegały na stosowaniu dodatkowych procesów chemicznych, w tym dodawaniu zasad, które zmieniają bor w formę jonową, umożliwiając jego eliminację w kolejnych etapach filtracji. Proces jest jednak kosztowny, energochłonny i generuje odpady chemiczne, które mogą stanowić zagrożenie dla środowiska.

Nowa technologia zaprezentowana na łamach Nature Water znacząco upraszcza proces eliminacji boru, zmniejszając zarówno koszty, jak i ślad ekologiczny całego procesu odsalania. Zamiast stosowania dodatkowych chemikaliów, naukowcy opracowali elektrody z włókna węglowego pokryte specjalnymi strukturami chemicznymi, które selektywnie wychwytują cząsteczki boru.

Zasadniczym elementem technologii jest zdolność elektrod do wywoływania lokalnych zmian pH, co umożliwia jonizację boru i jego skuteczne usunięcie bez konieczności stosowania dodatkowych substancji. Elektrody oddzielają wodę na jony wodoru i hydroksylowe, które reagują z borem, nadając mu ładunek ujemny. Dzięki temu bor wiąże się z elektrodami i zostaje usunięty z wody, a po zakończeniu procesu jony wodoru i hydroksylowe ponownie łączą się, pozostawiając wodę wolną od boru.

Wprowadzenie technologii do masowego użytku może wpłynąć na sektor odsalania wody. Obecnie globalna zdolność do odsalania wynosi około 95 milionów metrów sześciennych dziennie, a koszty operacyjne dużych zakładów, takich jak Claude „Bud” Lewis Carlsbad Desalination Plant w Kalifornii, sięgają setek milionów dolarów rocznie. Nowa metoda pozwala obniżyć koszty oczyszczania nawet o 15%, co w skali światowej może przynieść oszczędności rzędu 6,9 miliarda dolarów rocznie.

Ograniczenie zużycia chemikaliów oznacza mniejsze ryzyko skażenia środowiska. Tradycyjne zakłady odsalania generują duże ilości solanek zawierających substancje chemiczne, które mogą negatywnie wpływać na ekosystemy morskie. Dzięki zastosowaniu elektrod z włókna węglowego ilość tych odpadów mogłaby zostać znacząco zmniejszona.

Rozwiązanie tego rodzaju mogą być szczególnie cenne w krajach rozwijających się, gdzie dostęp do czystej wody jest ograniczony, a infrastruktura wodociągowa często nie pozwala na skuteczne usuwanie zanieczyszczeń. Nowoczesne systemy filtracyjne wykorzystujące elektrody mogłyby znacząco poprawić jakość wody pitnej, jednocześnie zmniejszając koszty jej uzdatniania.

Zapotrzebowanie na słodką wodę stale rośnie, a według raportu Globalnej Komisji ds. Ekonomii Wody z 2023 roku, do 2030 roku zasoby wody pitnej będą w stanie pokryć jedynie 40% globalnego zapotrzebowania. W tej sytuacji odsalanie wody morskiej staje się kluczową strategią walki z kryzysem wodnym.

Dzięki nowym, bardziej efektywnym technologiom, takim jak elektrody z włókna węglowego, możliwe jest nie tylko obniżenie kosztów procesu, ale także jego większa dostępność dla krajów borykających się z deficytem wody. Innowacje w tej dziedzinie mogą przyczynić się do rozwiązania jednego z najpoważniejszych problemów środowiskowych naszych czasów.

Technologia usuwania boru z wody morskiej stanowi przełom w dziedzinie odsalania i oczyszczania wody. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych elektrod możliwe jest znaczne zmniejszenie kosztów oraz wpływu na środowisko, co może uczynić wodę pitną bardziej dostępną na całym świecie. W obliczu narastającego kryzysu wodnego takie innowacje są kluczowe dla przyszłości zasobów wodnych naszej planety. Jeśli technologia ta zostanie wdrożona na szeroką skalę, może całkowicie zmienić sposób, w jaki pozyskujemy i oczyszczamy wodę morską, otwierając nowy rozdział w globalnej gospodarce wodnej.

SUBSKRYBUJ „GAZETĘ NA NIEDZIELĘ” Oferta ograniczona: subskrypcja bezpłatna do 31.10.2024.

Strona wykorzystuje pliki cookie w celach użytkowych oraz do monitorowania ruchu. Przeczytaj regulamin serwisu.

Zgadzam się