Araştırmacılar Tuz Giderme Teknolojisinde İlerleme Kaydediyor
Illinois Üniversitesi mühendisleri, potansiyel olarak ters osmozdan daha ucuz olan ve pil teknolojisini kullanan, tuzlu suyun tuzdan arındırılması işlemini geliştirme yönünde bir adım attılar. Araştırmacılar, tuzlu suyun tuzdan arındırılması işlemini, en ekonomik düzeyde ve enerji tasarrufu sağlayacak şekilde yapabilecek yeni malzemeler üzerinde çalışıyorlar.
Pratik tuz giderme teknolojisine duyulan ihtiyaç, küresel iklim değişikliğine bağlı olarak her geçen gün daha da artmaktadır. Deniz suyunun yükseldiği kıyı bölgelerinin, yeraltı su akiferlerini tıkaması ve suyu kirletebilecek olması şimdiden bir endişe alanını ortaya koymaktadır. Araştırmacılar, azalan temiz su kaynaklarına olan talep arttıkça, iç ve endüstriyel kaynaklardan gelen düşük tuz seviyeli tuzlu suyun arıtılması ihtiyacının da artacağını söyledi.
Illinois Mekanik Bilim ve Mühendislik profesörü Kyle Smith ve arkadaşları, Electrochimica Acta dergisinde bu pil teknolojisinin uygulanabilirliğini gösteren bir çalışma yayınladı.
Smith ve arkadaşları, daha önceki bir çalışmalarında teorik modelleme yöntemini kullanarak sodyum-iyon pillerinde kullanılan teknolojinin, deniz suyunu verimli bir şekilde tuzsuzlaştırdığını göstermişlerdi. Teorileri, sodyum ve klorür iyonlarını içeren elektrotlar kullanılarak tuzun çıkartıldığını ve saf sudan ayrı bir bölgede tutulduğunu bildiriyordu.
Smith, “Yeni çalışmamızda, farklı bir materyalden yapılmış elektrotları kullanan pilli bir cihaz ürettik ve denedik. Bu materyal tuzlu sudan sadece sodyum iyonlarını değil, aynı zamanda potasyum, kalsiyum, magnezyum ve diğerlerini de çıkarabiliyor. Bu çok önemli bir olaydır. Çünkü tuzlu sular sadece sodyum klorür içermez; çoğunlukla potasyum, kalsiyum ve manganez klorid gibi diğer tuzlarla karışmış durumda bulunur ” dedi.
Bu yeni malzeme, Prusya mavisi bileşimine (mürekkeplerde kullanılan yoğun bir pigment) benzer kimyasal bir analojiye sahiptir. Smith, bu malzeme kristal yapısında sodyum gibi pozitif yüklü iyonları alarak tutuyor, dedi.
Smith, “Pozitif yüklü iyonun kristal yapı içindeki difüzyon hızı ile iyonların depolandığı hacim arasındaki rekabet, kapan gibi bir yapı oluşturuyor. Böylece iyonlar kolayca giriyorlar ama çıkamıyorlar” dedi.
Pozitif iyonları sıkıca tutabilecek başka malzemeler de vardır, ancak Prusya mavi analogunun potansiyel kaynak olarak çok ucuz olması ek bir fayda sağlamaktadır.
Smith, “Böyle bir teknolojinin ekonomik açıdan uygulanabilir olabilmesi için ucuz olması ve ideal olarak bazı katma değerleri olacak şekilde fayda sağlaması gerekir. Cihazımızın, düşük tuzluluk oranına sahip sular ile iyi çalıştığını göstererek, iç suları ve muhtemelen endüstriyel atık suları ile kullanım kapıları açılmış oldu” dedi.
Smith ve arkadaşları, tuz giderme miktarının, tuzlu su kullanma fikirlerini göstermek için yeterli olduğunu gösteriyorlar. Bununla birlikte, daha yüksek tuz oranına sahip deniz suyu ve atık sularından tuzların uzaklaştırılmasının, bu enerji tasarrufunu nasıl etkileyeceğini belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Kaynak : phys.org
