Billeder downloadet fra Massachusetts Institute of Technology Press Offices hjemmeside er tilgængelige for non-profit organisationer, medier og offentligheden under en Creative Commons Attribution NonCommercial Non Derivatives License.Du må ikke ændre de medfølgende billeder, medmindre de er blevet beskåret til den korrekte størrelse.Kredit skal bruges ved afspilning af billeder;hvis det ikke er angivet nedenfor, link billedet til "MIT".
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology har udviklet en bærbar afsaltningsanordning, der vejer mindre end 10 kg, og som fjerner partikler og salt for at producere drikkevand.
Enheden på størrelse med en kuffert bruger mindre strøm end en telefonoplader og kan også drives af et lille bærbart solpanel, der kan købes online for omkring $50.Den producerer automatisk drikkevand, der overstiger Verdenssundhedsorganisationens standarder.Teknologien er pakket i en brugervenlig enhed, der fungerer påtryk på en knap.
I modsætning til andre bærbare vandproducenter, der kræver, at vand passerer gennem et filter, bruger denne enhed elektricitet til at fjerne partikler fra drikkevandet.Filterudskiftning er ikke påkrævet, hvilket i høj grad reducerer behovet for langsigtet vedligeholdelse.
Dette kunne gøre det muligt for enheden at blive indsat til fjerntliggende og stærkt ressourcebegrænsede områder, såsom samfund på små øer eller ombord på offshore-fragtskibe.Det kan også bruges til at hjælpe flygtninge på flugt fra naturkatastrofer eller soldater involveret i langvarige militære operationer.
"Dette er virkelig kulminationen på en 10-årig rejse for mig og mit team.Gennem årene har vi arbejdet med fysikken bag forskellige afsaltningsprocesser, men lagt alle disse fremskridt i en kasse, opbygget et system og gjort det i havet.Det har været meget givende og en givende oplevelse for mig,” sagde seniorforfatter Jongyoon Han, professor i elektroteknik, datalogi og bioteknik og medlem af Electronics Research Laboratory (RLE).
Khan fik selskab af førsteforfatter Jungyo Yoon, RLE Fellow, Hyukjin J. Kwon, tidligere postdoc-stipendiat, Sungku Kang, postdoc-stipendiat ved Northeastern University, og US Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) Eric Braque.Undersøgelsen blev offentliggjort online i tidsskriftet Environmental Science & Technology.
Yoon forklarede, at kommercielle bærbare afsaltningsanlæg typisk kræver højtrykspumper til at drive vand gennem filtre, som er svære at miniaturisere uden at gå på kompromis med enhedens energieffektivitet.
I stedet er deres enhed baseret på en teknik kaldet ion-koncentration polarisering (ICP), som Khans gruppe var banebrydende for over 10 år siden.I stedet for at filtrere vand påfører ICP-processen et elektrisk felt på en membran, der er placeret over og under vandvejen.Når positivt eller negativt ladede partikler, herunder saltmolekyler, bakterier og vira, passerer gennem membranen, afstødes de fra den.De ladede partikler ledes ind i en anden strøm af vand, som til sidst udstødes.
Denne proces fjerner opløste og suspenderede faste stoffer, hvilket tillader rent vand at passere gennem kanalerne.Fordi det kun kræver en lavtrykspumpe, bruger ICP mindre energi end andre teknologier.
Men ICP fjerner ikke altid alt det salt, der flyder i midten af kanalen.Så forskerne implementerede en anden proces kaldet elektrodialyse for at fjerne de resterende saltioner.
Yun og Kang brugte maskinlæring til at finde den perfekte kombination af ICP- og elektrodialysemoduler.Det optimale setup består af en to-trins ICP-proces, hvor vand passerer gennem seks moduler i første fase, derefter gennem tre moduler i anden fase, efterfulgt af en elektrodialyseproces.Dette minimerer energiforbruget og gør processen selvrensende.
"Selvom det er rigtigt, at nogle ladede partikler kan fanges af ionbyttermembranen, hvis de er fanget, kan vi nemt fjerne de ladede partikler ved blot at ændre polariteten af det elektriske felt," forklarede Yun.
De krympede og gemte ICP- og elektrodialysemodulerne for at forbedre deres energieffektivitet og give dem mulighed for at passe ind i bærbare enheder.Forskere har udviklet en enhed til ikke-specialister til at starte processen med automatisk afsaltning og rengøring med kun énknap.Når saltindholdet og partikelantallet falder under visse tærskler, giver enheden brugerne besked om, at vandet er klar til at drikke.
Forskerne skabte også en smartphone-app, der trådløst styrer enheden og rapporterer realtidsdata om energiforbrug og vandsaltindhold.
Efter laboratorieforsøg med vand af varierende grad af saltholdighed og turbiditet (turbiditet) blev apparatet testet i marken på Bostons Carson Beach.
Yoon og Kwon satte kassen på bredden og tabte feederen i vandet.Efter cirka en halv time fyldte enheden en plastikkop med rent drikkevand.
”Det var meget spændende og overraskende, at det lykkedes allerede ved den første lancering.Men jeg tror, at hovedårsagen til vores succes er akkumuleringen af alle disse små forbedringer, som vi lavede undervejs,” sagde Khan.
Det resulterende vand overstiger Verdenssundhedsorganisationens kvalitetsstandarder, og installationen reducerer mængden af suspenderede faste stoffer med mindst 10 gange.Deres prototype producerer drikkevand med en hastighed på 0,3 liter i timen og forbruger kun 20 watt-timer per liter.
Ifølge Khan er en af de største udfordringer ved at udvikle et bærbart system at skabe en intuitiv enhed, som alle kan bruge.
Yoon håber at kommercialisere teknologien gennem en startup, han planlægger at lancere for at gøre enheden mere brugervenlig og forbedre dens energieffektivitet og ydeevne.
I laboratoriet ønsker Khan at anvende de erfaringer, han har lært i løbet af det sidste årti, til problemer med vandkvalitet ud over afsaltning, såsom hurtig påvisning af forurenende stoffer i drikkevand.
"Det er bestemt et spændende projekt, og jeg er stolt af de fremskridt, vi har gjort indtil videre, men der er stadig meget arbejde, der skal gøres," sagde han.
For eksempel, mens "udvikling af bærbare systemer ved hjælp af elektromembranprocesser er en original og interessant vej til off-grid småskala vandafsaltning", kan virkningerne af forurening, især hvis vandet har høj turbiditet, øge vedligeholdelseskravene og energiomkostningerne betydeligt , bemærker Nidal Hilal, prof. ingeniør og direktør for Abu Dhabi Water Research Center ved New York University, som ikke var involveret i undersøgelsen.
"En anden begrænsning er brugen af dyre materialer," tilføjede han."Det vil være interessant at se lignende systemer, der bruger billige materialer."
Undersøgelsen blev delvist finansieret af 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 MIT's Electronics Research Laboratory har udviklet en bærbar vandmaskine, der kan forvandle havvand til rent drikkevand, ifølge Fortunes Ian Mount.Mount skriver, at forsker Jongyun Khan og kandidatstuderende Bruce Crawford grundlagde Nona Technologies for at kommercialisere produktet.
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology "har udviklet en fritflydende afsaltningsanordning bestående af flere lag af fordampere, der genvinder varme fra kondenseringen af vanddamp, hvilket øger dens samlede effektivitet," rapporterer Neil Nell Lewis fra CNN."Forskerne foreslår, at det kunne konfigureres som et flydende panel på havet, lede ferskvand til kysten, eller det kunne være designet til at betjene en enkelt husstand, der bruger det i en havvandstank," skrev Lewis.
MIT-forskere har udviklet en bærbar afsaltningsanordning på størrelse med en kuffert, der kan forvandle saltvand til drikkevand vedtryk på en knap, rapporterer Elisaveta M. Brandon fra Fast Company.Enheden kunne være "et væsentligt værktøj for folk på fjerntliggende øer, offshore fragtskibe og endda flygtningelejre tæt på vand," skrev Brandon.
Bundkortsreporter Audrey Carlton skriver, at MIT-forskere har udviklet "en filterløs, bærbar afsaltningsenhed, der bruger solgenererede elektriske felter til at afbøje ladede partikler såsom salt, bakterier og vira."Knaphed er et voksende problem for alle på grund af stigende havniveauer.Vi ønsker ikke en dyster fremtid, men vi vil gerne hjælpe folk med at være forberedte på det.”
En ny bærbar solcelledrevet afsaltningsenhed udviklet af MIT-forskere kan producere drikkevand påtryk på en knap, ifølge Tony Ho Tran fra The Daily Beast."Enheden er ikke afhængig af nogen filtre som konventionelle vandproducenter," skrev Tran."I stedet elektrokuterer den vandet for at fjerne mineraler, såsom saltpartikler, fra vandet."