Massachusetts Institute of Technologyn lehdistötoimiston verkkosivustolta ladatut kuvat ovat voittoa tavoittelemattomien järjestöjen, tiedotusvälineiden ja yleisön saatavilla Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives -lisenssillä.Et saa muokata toimitettuja kuvia, ellei niitä ole rajattu oikeaan kokoon.Saldoa on käytettävä kuvien toistamiseen;jos sitä ei ole luettelossa alla, linkitä kuva kohtaan "MIT".
Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat ovat kehittäneet kannettavan alle 10 kg painavan suolanpoistolaitteen, joka poistaa hiukkaset ja suolat juomaveden tuottamiseksi.
Matkalaukun kokoinen laite kuluttaa vähemmän virtaa kuin puhelimen laturi, ja se voi myös saada virtaa pienestä kannettavasta aurinkopaneelista, jonka voi ostaa verkosta noin 50 dollarilla.Se tuottaa automaattisesti juomavettä, joka ylittää Maailman terveysjärjestön standardit.Tekniikka on pakattu käyttäjäystävälliseen laitteeseen, joka toimiinapin painalluksella.
Toisin kuin muut kannettavat vedenvalmistajat, jotka vaativat vettä kulkemaan suodattimen läpi, tämä laite käyttää sähköä hiukkasten poistamiseen juomavedestä.Suodattimen vaihtoa ei tarvita, mikä vähentää huomattavasti pitkäaikaisen huollon tarvetta.
Tämä voisi mahdollistaa yksikön sijoittamisen syrjäisille ja erittäin resurssirajoitteisille alueille, kuten pienille saarille tai offshore-rahtilaivoille.Sitä voidaan käyttää myös auttamaan luonnonkatastrofeja pakenevia pakolaisia tai pitkäaikaisiin sotilasoperaatioihin osallistuvia sotilaita.
”Tämä on todella 10 vuoden matkan huipentuma minulle ja tiimilleni.Olemme vuosien varrella työstäneet eri suolanpoistoprosessien taustalla olevaa fysiikkaa, mutta laittaneet kaikki nämä edistysaskeleet laatikkoon, rakentaneet järjestelmän ja tehneet sen meressä.Se on ollut minulle erittäin palkitseva ja palkitseva kokemus", sanoi vanhempi kirjailija Jongyoon Han, sähkötekniikan, tietojenkäsittelytieteen ja biotekniikan professori ja Electronics Research Laboratoryn (RLE) jäsen.
Khaniin liittyi ensimmäinen kirjailija Jungyo Yoon, RLE-stipendiaatti, Hyukjin J. Kwon, entinen tutkijatohtori, Sungku Kang, tutkijatohtori Northeastern-yliopistossa, ja Yhdysvaltain armeijan taistelukykyjen kehittämiskomento (DEVCOM) Eric Braque.Tutkimus julkaistiin verkossa Environmental Science & Technology -lehdessä.
Yoon selitti, että kaupalliset kannettavat suolanpoistolaitokset vaativat tyypillisesti korkeapainepumppuja kuljettamaan vettä suodattimien läpi, joita on vaikea pienentää yksikön energiatehokkuutta vaarantamatta.
Sen sijaan heidän laitteensa perustuu tekniikkaan, jota kutsutaan ionikonsentraatiopolarisaatioksi (ICP), jonka Khanin ryhmä aloitti yli 10 vuotta sitten.Veden suodattamisen sijaan ICP-prosessi kohdistaa sähkökentän vesiväylän ylä- ja alapuolella olevaan kalvoon.Kun positiivisesti tai negatiivisesti varautuneet hiukkaset, mukaan lukien suolamolekyylit, bakteerit ja virukset, kulkevat kalvon läpi, ne karkoutuvat siitä.Varautuneet hiukkaset ohjataan toiseen vesivirtaan, joka lopulta poistuu.
Tämä prosessi poistaa liuenneet ja suspendoituneet kiinteät aineet, jolloin puhdas vesi pääsee kulkemaan kanavien läpi.Koska se vaatii vain matalapainepumpun, ICP käyttää vähemmän energiaa kuin muut tekniikat.
Mutta ICP ei aina poista kaikkea kanavan keskellä kelluvaa suolaa.Joten tutkijat ottivat käyttöön toisen prosessin, nimeltään elektrodialyysi, poistaakseen jäljellä olevat suola-ionit.
Yun ja Kang käyttivät koneoppimista löytääkseen täydellisen yhdistelmän ICP- ja elektrodialyysimoduuleista.Optimaalinen kokoonpano koostuu kaksivaiheisesta ICP-prosessista, jossa vesi kulkee kuuden moduulin läpi ensimmäisessä vaiheessa, sitten kolmen moduulin läpi toisessa vaiheessa, jota seuraa elektrodialyysiprosessi.Tämä minimoi energiankulutuksen ja tekee prosessista itsepuhdistuvan.
"Vaikka on totta, että jotkin varautuneet hiukkaset voivat vangita ioninvaihtokalvolla, jos ne jäävät loukkuun, voimme helposti poistaa varautuneet hiukkaset yksinkertaisesti muuttamalla sähkökentän napaisuutta", Yun selitti.
He kutistivat ja varastoivat ICP- ja elektrodialyysimoduulit parantaakseen energiatehokkuuttaan ja mahdollistaakseen niiden mahtumisen kannettaviin yksiköihin.Tutkijat ovat kehittäneet laitteen ei-asiantuntijoille automaattisen suolanpoiston ja puhdistuksen käynnistämiseksi yhdellä-painiketta.Kun suolapitoisuus ja hiukkasten määrä laskevat alle tietyn kynnyksen, laite ilmoittaa käyttäjille, että vesi on valmis juotavaksi.
Tutkijat loivat myös älypuhelinsovelluksen, joka ohjaa laitetta langattomasti ja raportoi reaaliaikaista tietoa energiankulutuksesta ja veden suolapitoisuudesta.
Laboratoriokokeiden jälkeen eri suola- ja sameusasteilla (sameus) laitetta testattiin kentällä Bostonin Carson Beachilla.
Yoon ja Kwon asettivat laatikon rantaan ja pudottivat syöttölaitteen veteen.Noin puolen tunnin kuluttua laite täytti muovikupin puhtaalla juomavedellä.
”Oli erittäin jännittävää ja yllättävää, että se onnistui jo ensimmäisellä lanseerauksella.Mutta mielestäni tärkein syy menestykseemme on kaikkien näiden pienten parannusten kertyminen, joita teimme matkan varrella”, Khan sanoi.
Tuloksena oleva vesi ylittää Maailman terveysjärjestön laatustandardit, ja asennus vähentää suspendoituneen kiintoaineen määrää vähintään 10 kertaa.Heidän prototyyppinsä tuottaa juomavettä 0,3 litraa tunnissa ja kuluttaa vain 20 wattituntia litrassa.
Khanin mukaan yksi suurimmista haasteista kannettavan järjestelmän kehittämisessä on luoda intuitiivinen laite, jota kuka tahansa voi käyttää.
Yoon toivoo kaupallistavansa teknologiaa startupin kautta, jonka hän aikoo käynnistää tehdäkseen laitteesta käyttäjäystävällisemmän ja parantaakseen sen energiatehokkuutta ja suorituskykyä.
Laboratoriossa Khan haluaa soveltaa viimeisen vuosikymmenen aikana oppimaansa veden laatuongelmiin suolanpoiston lisäksi, kuten juomaveden epäpuhtauksien nopeaan havaitsemiseen.
"Se on ehdottomasti jännittävä projekti, ja olen ylpeä edistymisestä, jonka olemme saavuttaneet tähän mennessä, mutta työtä on vielä paljon tehtävänä", hän sanoi.
Esimerkiksi vaikka "sähkökalvoprosesseja käyttävien kannettavien järjestelmien kehittäminen on omaperäinen ja mielenkiintoinen tapa verkon ulkopuolella tapahtuvalle pienimuotoiselle veden suolanpoistolle", saastumisen vaikutukset, varsinkin jos vedessä on korkea sameus, voivat merkittävästi lisätä ylläpitovaatimuksia ja energiakustannuksia. , toteaa Nidal Hilal, professori insinööri ja New Yorkin yliopiston Abu Dhabin vesitutkimuskeskuksen johtaja, joka ei ollut mukana tutkimuksessa.
"Toinen rajoitus on kalliiden materiaalien käyttö", hän lisäsi."On mielenkiintoista nähdä samanlaisia järjestelmiä, joissa käytetään edullisia materiaaleja."
Tutkimusta rahoittivat osittain DEVCOM Soldier Center, Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Laboratory (J-WAFS), Northeastern University Post doc Fellowship Program in Experimental Artificial Intelligence ja Ru Institute of Artificial Intelligence.
MIT:n elektroniikan tutkimuslaboratorion tutkijat ovat kehittäneet kannettavan vedenkeittimen, joka voi muuttaa meriveden turvalliseksi juomavedeksi Fortunen Ian Mountin mukaan.Mount kirjoittaa, että tutkija Jongyun Khan ja jatko-opiskelija Bruce Crawford perustivat Nona Technologiesin tuotteen kaupallistamiseksi.
Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat "ovat kehittäneet vapaasti kelluvan suolanpoistolaitteen, joka koostuu useista kerroksista höyrystimiä, jotka ottavat talteen lämpöä vesihöyryn tiivistymisestä ja lisäävät sen yleistä tehokkuutta", Neil Nell Lewis CNN:stä raportoi."Tutkijat ehdottavat, että se voitaisiin konfiguroida kelluvaksi paneeliksi merellä, ohjata makeaa vettä rantaan tai se voitaisiin suunnitella palvelemaan yhtä kotitaloutta käyttämällä sitä merivesisäiliössä", Lewis kirjoitti.
MIT-tutkijat ovat kehittäneet matkalaukun kokoisen kannettavan suolanpoistolaitteen, joka voi muuttaa suolaveden juomavedeksinapin painalluksella, raportoi Elisaveta M. Brandon Fast Companysta.Laite voisi olla "olennainen työkalu ihmisille syrjäisillä saarilla, offshore-rahtialuksissa ja jopa pakolaisleireillä lähellä vettä", Brandon kirjoitti.
Emolevyn toimittaja Audrey Carlton kirjoittaa, että MIT:n tutkijat ovat kehittäneet "suodattimenttoman, kannettavan suolanpoistolaitteen, joka käyttää auringon synnyttämiä sähkökenttiä syrjäyttämään varautuneita hiukkasia, kuten suolaa, bakteereja ja viruksia".Pula on kasvava ongelma kaikille merenpinnan nousun vuoksi.Emme halua synkkää tulevaisuutta, mutta haluamme auttaa ihmisiä valmistautumaan siihen.
MIT:n tutkijoiden kehittämä uusi kannettava aurinkoenergialla toimiva suolanpoistolaite voi tuottaa juomavettänapin painalluksellaThe Daily Beastin Tony Ho Tranin mukaan."Laite ei ole riippuvainen suodattimista, kuten tavanomaiset vedenvalmistajat", Tran kirjoitti."Sen sijaan se syöttää vettä sähköllä poistaakseen vedestä mineraaleja, kuten suolahiukkasia."