Bilder lastet ned fra Massachusetts Institute of Technology Press Office-nettstedet er tilgjengelige for ideelle organisasjoner, media og publikum under en Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives License.Du kan ikke endre de medfølgende bildene med mindre de er beskåret til riktig størrelse.Kreditt må brukes ved avspilling av bilder;hvis det ikke er oppført nedenfor, koble bildet til "MIT".
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology har utviklet en bærbar avsaltningsenhet som veier mindre enn 10 kg som fjerner partikler og salt for å produsere drikkevann.
Enheten på størrelse med kofferten bruker mindre strøm enn en telefonlader og kan også drives av et lite bærbart solcellepanel som kan kjøpes på nettet for rundt $50.Den produserer automatisk drikkevann som overgår Verdens helseorganisasjons standarder.Teknologien er pakket i en brukervennlig enhet som fungerer påtrykk på en knapp.
I motsetning til andre bærbare vannprodusenter som krever at vann passerer gjennom et filter, bruker denne enheten elektrisitet til å fjerne partikler fra drikkevann.Filterbytte er ikke nødvendig, noe som reduserer behovet for langsiktig vedlikehold.
Dette kan tillate enheten å bli distribuert til avsidesliggende og svært ressursbegrensede områder, for eksempel samfunn på små øyer eller ombord offshore lasteskip.Den kan også brukes til å hjelpe flyktninger på flukt fra naturkatastrofer eller soldater involvert i langsiktige militære operasjoner.
"Dette er virkelig kulminasjonen av en 10 år lang reise for meg og teamet mitt.Gjennom årene har vi jobbet med fysikken bak ulike avsaltingsprosesser, men lagt alle disse fremskrittene i en boks, bygget et system og gjort det i havet.Det har vært veldig givende og en givende opplevelse for meg, sier seniorforfatter Jongyoon Han, professor i elektroteknikk, informatikk og bioteknikk og medlem av Electronics Research Laboratory (RLE).
Khan fikk selskap av førsteforfatter Jungyo Yoon, RLE Fellow, Hyukjin J. Kwon, tidligere postdoktor, Sungku Kang, postdoktor ved Northeastern University, og US Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) Eric Braque.Studien ble publisert online i tidsskriftet Environmental Science & Technology.
Yoon forklarte at kommersielle bærbare avsaltingsanlegg vanligvis krever høytrykkspumper for å drive vann gjennom filtre, som er vanskelige å miniatyrisere uten å kompromittere enhetens energieffektivitet.
I stedet er enheten deres basert på en teknikk kalt ion-concentration polarization (ICP), som Khans gruppe var pioner for over 10 år siden.I stedet for å filtrere vann, påfører ICP-prosessen et elektrisk felt på en membran som ligger over og under vannveien.Når positivt eller negativt ladede partikler, inkludert saltmolekyler, bakterier og virus, passerer gjennom membranen, blir de frastøtt fra den.De ladede partiklene ledes inn i en andre strøm av vann, som til slutt blir kastet ut.
Denne prosessen fjerner oppløste og suspenderte faste stoffer, slik at rent vann kan passere gjennom kanalene.Fordi den kun krever en lavtrykkspumpe, bruker ICP mindre energi enn andre teknologier.
Men ICP fjerner ikke alltid alt saltet som flyter i midten av kanalen.Så forskerne implementerte en andre prosess kalt elektrodialyse for å fjerne de resterende saltionene.
Yun og Kang brukte maskinlæring for å finne den perfekte kombinasjonen av ICP- og elektrodialysemoduler.Det optimale oppsettet består av en to-trinns ICP-prosess der vann passerer gjennom seks moduler i første trinn, deretter gjennom tre moduler i andre trinn, etterfulgt av en elektrodialyseprosess.Dette minimerer energiforbruket og gjør prosessen selvrensende.
"Selv om det er sant at noen ladede partikler kan fanges opp av ionebyttermembranen, hvis de er fanget, kan vi enkelt fjerne de ladede partiklene ved ganske enkelt å endre polariteten til det elektriske feltet," forklarte Yun.
De krympet og lagret ICP- og elektrodialysemodulene for å forbedre energieffektiviteten og la dem passe inn i bærbare enheter.Forskere har utviklet en enhet for ikke-spesialister for å starte prosessen med automatisk avsalting og rengjøring med bare énknapp.Når saltinnholdet og partikkelantallet faller under visse terskler, varsler enheten brukere om at vannet er klart til å drikke.
Forskerne laget også en smarttelefon-app som trådløst kontrollerer enheten og rapporterer sanntidsdata om energiforbruk og saltholdighet i vannet.
Etter laboratorieforsøk med vann med varierende grad av saltholdighet og turbiditet (turbiditet), ble enheten testet i felt på Carson Beach i Boston.
Yoon og Kwon satte boksen på bredden og slapp materen i vannet.Etter omtrent en halv time fylte enheten en plastkopp med rent drikkevann.
«Det var veldig spennende og overraskende at det var vellykket selv ved første lansering.Men jeg tror hovedårsaken til suksessen vår er akkumuleringen av alle disse små forbedringene som vi har gjort underveis, sa Khan.
Det resulterende vannet overstiger kvalitetsstandardene til Verdens helseorganisasjon, og installasjonen reduserer mengden suspendert stoff med minst 10 ganger.Prototypen deres produserer drikkevann med en hastighet på 0,3 liter per time og forbruker bare 20 wattimer per liter.
Ifølge Khan er en av de største utfordringene med å utvikle et bærbart system å lage en intuitiv enhet som alle kan bruke.
Yoon håper å kommersialisere teknologien gjennom en oppstart han planlegger å lansere for å gjøre enheten mer brukervennlig og forbedre energieffektiviteten og ytelsen.
I laboratoriet ønsker Khan å bruke leksjonene han har lært det siste tiåret på problemer med vannkvalitet utover avsalting, for eksempel rask påvisning av forurensninger i drikkevann.
"Det er definitivt et spennende prosjekt og jeg er stolt over fremgangen vi har gjort så langt, men det er fortsatt mye arbeid som gjenstår," sa han.
For eksempel, mens "utvikling av bærbare systemer ved bruk av elektromembranprosesser er en original og interessant vei for off-grid småskala vannavsalting," kan effekten av forurensning, spesielt hvis vannet har høy turbiditet, øke vedlikeholdskravene og energikostnadene betydelig. , bemerker Nidal Hilal, prof. ingeniør og direktør for Abu Dhabi Water Research Center ved New York University, som ikke var involvert i studien.
"En annen begrensning er bruken av dyre materialer," la han til."Det vil være interessant å se lignende systemer som bruker rimelige materialer."
Studien ble delvis finansiert av DEVCOM Soldier Center, Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), Northeastern University Postdoctoral Fellowship Program in Experimental Artificial Intelligence, og Ru Institute of Artificial Intelligence.
Forskere ved MITs Electronics Research Laboratory har utviklet en bærbar vannmaker som kan gjøre sjøvann til trygt drikkevann, ifølge Fortunes Ian Mount.Mount skriver at forsker Jongyun Khan og hovedfagsstudent Bruce Crawford grunnla Nona Technologies for å kommersialisere produktet.
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology "har utviklet en frittflytende avsaltningsanordning som består av flere lag med fordampere som gjenvinner varme fra kondensering av vanndamp, og øker dens totale effektivitet," rapporterer Neil Nell Lewis fra CNN."Forskerne foreslår at det kan konfigureres som et flytende panel til sjøs, føre ferskvann til land, eller det kan være designet for å betjene en enkelt husholdning som bruker det i en sjøvannstank," skrev Lewis.
MIT-forskere har utviklet en bærbar avsaltningsenhet på størrelse med en koffert som kan gjøre saltvann om til drikkevann vedtrykk på en knapp, rapporterer Elisaveta M. Brandon fra Fast Company.Enheten kan være "et viktig verktøy for folk på avsidesliggende øyer, offshore lasteskip, og til og med flyktningleirer nær vann," skrev Brandon.
Hovedkortreporter Audrey Carlton skriver at MIT-forskere har utviklet "en filterløs, bærbar avsaltingsenhet som bruker solgenererte elektriske felt for å avlede ladede partikler som salt, bakterier og virus."Knapphet er et økende problem for alle på grunn av stigende havnivå.Vi ønsker ikke en dyster fremtid, men vi ønsker å hjelpe folk med å være forberedt på det.»
En ny bærbar solcelledrevet avsaltningsenhet utviklet av MIT-forskere kan produsere drikkevann vedtrykk på en knapp, ifølge Tony Ho Tran fra The Daily Beast."Enheten er ikke avhengig av noen filtre som konvensjonelle vannmakere," skrev Tran."I stedet elektrokuterer den vannet for å fjerne mineraler, for eksempel saltpartikler, fra vannet."