Marangoni efektas gali būti naudojamas norint gauti gėlo vandens iš vandenyno

Tyrimai, atlikti „Torino Politecnico“, bendradarbiaujant su Masačusetso technologijos institutu (SU VIENU), paskelbtas žurnale „Energy and Environmental Science“, pateikia saulės druskos įrenginį, galintį savaime pašalinti susikaupusią druską. Ateityje šis atradimas gali paskatinti kurti tvarias druskos šalinimo sistemas, kurios laikui bėgant turėtų stabilų efektyvumą.

Achilo vandens gėlinimo technologijos kulnas yra druskos dalelių kristalizacija iš skirtingų prietaiso komponentų. Šis sugriežtinimo reiškinys laikui bėgant sumažina našumą ir todėl apriboja šių prietaisų tarnavimo laiką. Šios problemos sprendimas yra svarbus, kad būtų užtikrinta nuolatinė gėlo vandens gamyba. Neseniai buvo pasiūlytos nanostruktūrinės medžiagos, pasižyminčios užsikimšimo savybėmis, kurios gali riboti druskos kaupimąsi. Tačiau didelė šių medžiagų kaina apsunkina didelę komercinių prototipų gamybą.

Remdamasi šia problema, inžinierių komanda iš Politecnico de Torino (SMaLL) Energetikos departamento, bendradarbiaudama su Masačusetso technologijos institutu (MIT), nuodugniai ištyrė druskos dalelių transportavimo įtaisų mechanizmus. Tyrimas prasidėjo pamačius neatitikimą tarp eksperimentinių stebėjimų ir klasikinių teorinių druskos gabenimo modelių. Visų pirma, Turino „Politecnico“ inžinieriai, atlikę daugiau nei dvejus metus atliktus skaitmeninius ir laboratorinius tyrimus, kuriuos finansavo „Compagnia di San Paulo“ (MITOR projektas) ir „CleanWaterCenter“ (CWC), parodė, kad šį didelį druskos gabenimo skirtumą lemia vadinamasis Marangoni poveikis. Remdamasis šia išvada, jis taip pat yra Turino „Politecnico“ (Matteo Morciano, Matteo Fasano, Eliodoro Chiavazzo ir Pietro Asinari, Nacionalinis metrologinių tyrimų institutas – INRiM) ir MIT (Svetlana V.) mokslinis direktorius. Boriskina) sukūrė prototipą, galintį visam laikui pasūdyti jūros vandenį ir pašalinti jo metu susikaupusią druską.

Marangoni efektas yra reiškinys, kurį taip pat galima pamatyti gamtoje, kurį galima pamatyti kasdieniame gyvenime: „Vandeniniame tirpale skystos molekulės sąveikauja tarpusavyje per tarpmolekulinius ryšius, sukuriančius jėgas, vadinamas„ darniomis jėgomis “. ir todėl, kad yra darnios jėgos, skystis tolsta nuo mažos koncentracijos regionų, sukurdamas pakartotinio maišymo procesą. Šis poveikis yra atsakingas už vyno “ašaras”, matomas purtant ant stiklo sienų. Marangoni efektas galima padaryti, kad padidėtų skirtingų koncentracijų tirpalų maišymas. Mūsų nudruskinimo įrenginyje (apdorotų tirpalų pagrindas yra skirtingos koncentracijos jūros vanduo) šis reiškinys neleidžia druskai kauptis garintuvuose, distiliuoto vandens produktyvumui. užtikrinant tvarius ir patvarius bei apsaugančius blogėjančius komponentus. Todėl mūsų strategija buvo suprojektuoti įrenginį, galintį maksimaliai išnaudoti šį efektą, imantis tolesnių veiksmų būsimiems komerciniams prietaiso pritaikymams “, – aiškino Matteo Morciano, Turino„ Politecnico “energetikos departamento tyrėjas ir pirmasis tyrimo autorius. .

Dabartinėje versijoje ir atsižvelgiant į saulės energijos absorbcijos plotą vienam kvadratiniam metrui, druskos purtyklė gali tiekti daugiau nei 15 litrų vandens per dieną. Be to, dėl Marangoni efekto druskos pašalinimo procesas yra 100 kartų greitesnis nei prognozės, pagrįstos spontaniška difuzija, todėl komponentų savybės greitai atsistato.

Šio tyrimo rezultatai paskelbti prestižiniame žurnale Energetikos ir aplinkos mokslai, gali turėti svarbų poveikį kuriant naujas nudruskinimo medžiagų ir prietaisų kartas, leidžiant susikaupusiai druskai „išsivalyti“ ir užtikrinant stabilų ir tvarų veikimą. Šiuo metu Torino Politecnico centre „CleanWaterCenter“ atliekama daugiau tyrimų, kad prototipas taptų pramoniniu ir universaliu.

Nuoroda: Matteo Morciano, Matteo Fasano, Svetlana V. Boriskina, Eliodoro Chiavazzo ir Pietro Asinari, didelio našumo pasyvus saulės distiliatorius ir druskos atmetimas, kurį sukelia Marangoni efektas, 2020 m. Rugsėjo 14 d., Energetikos ir aplinkos mokslai.
DOI: 10.1039 / D0EE01440K

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujos biologiškai įkvėptų, šviesą sugeriančių nanomedžiagų klasės sintezė

POSS-peptoido molekulės savaime susirenka į romboidinius nanokristalus. Paskola Stephanie King iliustracija Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Gamtos įkvėpti Ramiojo vandenyno šiaurės...

Naujos priemonės, reikalingos augalų ligų prevencijai

Žiūrėkite užkrėstą kraują, kuris gali padėti apsaugoti maistą. Medžių ligos nesibaigia prie tautos sienų, o mylios vandenynų taip pat nesustabdo jų plitimo. Štai kodėl,...

Omega-3 derinimas su liaudies papildais gali pakenkti širdžiai

Gydytojai dažnai rekomenduoja omega-3, kurie padeda pacientams sumažinti cholesterolio kiekį ir pagerinti širdies sveikatą. Šie omega-3 gali būti iš riebių žuvų, tokių kaip...

Paviršių poveikis ploniems atominiams puslaidininkiams

Naudodami ultravioletinius spindulius, tyrėjai ištyrė 2-D puslaidininkių (violetinių) elektronines charakteristikas, nes duomenų žemėlapyje padidėja substrato sluoksnių (žalių) skaičius. Raudonas apskritimas žymi elektronines savybes, kurios...

Norėdami pagreitinti atradimą, didelio matmens infraraudonųjų spindulių mikroskopija išeina iš tinklelio

Plytelių rašto, naudojamo skenuoti C. elegans apvalųjį kirminą, pavyzdys. Netinklinis modelis suteikia atrankos algoritmui didesnį lankstumą greitai panaudojant dominančias sritis. Autoriai: Elizabeth...

Newsletter

Subscribe to stay updated.