Mówi: | Nayeong Kim |
Firma: | Wydział Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej, Uniwersytet Illinois w Urbana-Champaign |
Nowy system oczyszczania wody może być ratunkiem dla regionów dotkniętych niedoborami wody pitnej. Rozwiązanie ma być ekonomiczne i energooszczędne
Na Uniwersytecie Illinois opracowana została innowacyjna metoda chemicznego uzdatniania wody pitnej. Dzięki niej można nie tylko skutecznie oczyszczać ścieki, ale też odsalać wodę i to przy niewielkim zużyciu energii. Naukowcy są zdania, że ich odkrycie może pomóc w uzdatnianiu wody, szczególnie w regionach, w których potrzebne jest energooszczędne i niedrogie odsalanie.
Dotychczas znane metody odsalania wody wiązały się z dużym zużyciem energii, a co za tym idzie – wysokimi kosztami. Sytuację komplikowała konieczność usunięcia z wody zanieczyszczeń i związków organicznych zagrażających zdrowiu konsumentów. Naukowcy z Uniwersytetu Illinois oparli swoją metodę na znanej, lecz kosztownej elektrodializie w udoskonalonej wersji. Wykorzystali zjawisko chemiczne zwane reakcją redoks (utleniania i redukcji), dzięki któremu można osiągnąć ten sam stopień separacji soli przy zużyciu o niemal 90 proc. energii mniej. Ze względu na niskie zapotrzebowanie na energię metoda ta może być wykorzystana w panelach słonecznych, co może mieć duże znaczenie w regionach, w których panuje gorący klimat oraz w których potrzebne jest tanie i energooszczędne uzdatnianie wody.
– Występowanie zanieczyszczeń organicznych w wodzie morskiej lub rzecznej stanowi poważne wyzwanie w kontekście wytwarzania wody pitnej za pomocą konwencjonalnych, zintegrowanych, membranowych systemów elektrochemicznych głównie ze względu na wzrost ryzyka zanieczyszczenia. Dlatego zajęliśmy się opracowaniem nowego systemu elektrodializy polimerów zależnej od reakcji redoks. W celu oczyszczania z rozmaitych związków nieorganicznych i organicznych zastąpiliśmy membrany jonowymienne efektywnymi kosztowo i skutecznymi membranami nanofiltracyjnymi. Aby użyć membran o dużej wielkości porów, stworzyliśmy rozpuszczalne w wodzie kopolimery redoksowe, dzięki którym mogą zachodzić odwracalne reakcje redoks w celu ciągłego oddzielania związków naładowanych – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Nayeong Kim z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej i Beckman Institute na Uniwersytecie Illinois.
Dotychczasowe eksperymenty wykazały, że ta metoda może skutecznie oczyszczać ścieki i odsalać wodę. Zastąpienie drogich membran jonowymiennych, które stanowią zwykle największy koszt w elektrodializie, czyni to rozwiązanie znacznie tańszym.
– Nasz system może skutecznie oczyścić wodę z różnego rodzaju naładowanych związków: od związków jonowych, takich jak chlorki, siarczki i azotany, po związki organiczne, m.in. grupy karboksylowe i potencjalne zanieczyszczenia, takie jak PFAS [substancje per- i polifluoroalkilowe – red.] – zapewnia badaczka.
Dotychczas naukowcy testowali swoją metodę na próbkach o pojemności kilku litrów, ale chcą rozszerzyć testy na większe zbiorniki.
– Te obiecujące wyniki tworzą podstawy do zastosowań praktycznych tego rozwiązania w niedalekiej przyszłości. Ponadto, biorąc pod uwagę podobieństwa między naszymi systemami i już wprowadzonymi na rynek systemami elektrodializy, uważamy, że komercjalizacja naszego systemu może się wiązać z mniejszymi barierami niż pozostałe nowo opracowane technologie. Obecnie zajmujemy się dalszymi badaniami konstrukcji modułowych i możliwości stosowania naszego systemu na szeroką skalę, więc oczekujemy wdrożenia naszego systemu w bardzo niedługim czasie – zapowiada Nayeong Kim.
Problem z dostępem do wody pitnej nie dotyczy jedynie najbiedniejszych krajów świata. Według szacunków ONZ w ciągu najbliższej dekady dostępność czystej i bezpiecznej wody pitnej może spaść o 40 proc. Do 2050 roku zapotrzebowanie na wodę wzrośnie dwukrotnie, a ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona jej deficytem.
– Niedobór wody, szczególnie pitnej, stał się poważnym problemem globalnym. Połączenie takich czynników jak wzrost liczby ludności, rozwój gospodarczy i zmiany zwyczajów żywieniowych w kierunku zwiększonego spożycia produktów pochodzenia zwierzęcego doprowadziło do ciągłego wzrostu zapotrzebowania na wodę i w konsekwencji do nadwerężenia zasobów wody. Na podstawie kilku źródeł danych statystycznych 2/3 populacji na świecie doświadcza obecnie poważnych niedoborów wody przez co najmniej miesiąc w skali roku, a około 500 mln osób mierzy się z niedoborem wody przez cały rok. W wielu zbiornikach wodnych zlokalizowanych na obszarach stepowych w Azji i na Bliskim Wschodzie obserwuje się gwałtowny spadek poziomu wody gruntowej – mówi badaczka z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign.
Niedawno, w związku ze spadającym poziomem wód gruntowych, w obliczu problemów z niedoborem wody pitnej stanęły Berlin i Brandenburgia, które rozważają odsalanie wody z Morza Bałtyckiego.
Czytaj także
- 2024-04-24: 72 proc. firm IT planuje podwyżki. W branży wciąż ogromna jest różnica w wynagrodzeniach kobiet i mężczyzn
- 2024-04-15: Piotr Zelt: Zmiany klimatyczne nabrały już gigantycznego rozpędu. Na każdym kroku trzeba pamiętać o segregacji śmieci, oszczędzaniu wody i recyklingu ubrań
- 2024-02-22: Niedopałki papierosów powodują co roku 20 mld dol. strat w ekosystemach wodnych. Potrzeba większej odpowiedzialności branży tytoniowej za ten problem
- 2024-01-25: Kobiet w branży technologii i IT wciąż za mało. Ich aktywizacja mogłaby zapewnić spore korzyści im samym, firmom i gospodarce
- 2024-01-03: Kolejny wzrost płacy minimalnej dużym wyzwaniem dla firm. Większość z nich planuje podwyżki także dla pozostałych pracowników, ale w mniejszej skali
- 2023-11-23: Są kolejne dowody na to, że Mars był planetą pełną rzek. Wciąż nie wiadomo jednak, czy istniało na niej życie
- 2023-11-15: Saturatory pozwalają w ciągu czterech lat zaoszczędzić niemal 1,8 tys. jednorazowych, plastikowych butelek. Po rozwiązania zero waste sięga coraz więcej Polaków
- 2023-11-07: Odzyskiwanie wody z mgły szansą dla obszarów zmagających się z jej niedoborami. Innowacyjna metoda pozwoli także usuwać z wody zanieczyszczenia
- 2023-10-05: Joanna Przetakiewicz-Rooyens: Ekologiczna moda to w tym momencie iluzja. Klienci często są wprowadzani w błąd
- 2023-08-29: 2 mld ludzi ma utrudniony dostęp do wody pitnej. Problem pogłębiają zmiany klimatyczne, m.in. największe od dekad susze
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Regionalne
Start-upy mogą się starać o wsparcie. Trwa nabór do programu rozwoju innowacyjnych pomysłów na biznes
Trwa nabór do „Platform startowych dla nowych pomysłów” finansowany z Funduszy Europejskich dla Polski Wschodniej 2021–2027. Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości wybrała sześć partnerskich ośrodków innowacji, które będą oferować start-upom bezpłatne programy inkubacji. Platformy pomogą rozwinąć technologicznie produkt i zapewnić mu przewagę konkurencyjną, umożliwią dostęp do najlepszych menedżerów i rynkowych praktyków, ale też finansowanie innowacyjnych przedsięwzięć. Każdy z partnerów przyjmuje zgłoszenia ze wszystkich branż, ale także specjalizuje się w konkretnej dziedzinie. Jest więc oferta m.in. dla sektora motoryzacyjnego, rolno-spożywczego, metalowo-maszynowego czy sporttech.
Transport
Kolej pozostaje piętą achillesową polskich portów. Zarządy liczą na przyspieszenie inwestycji w tym obszarze
Nazywane polskim oknem na Skandynawię oraz będące ważnym węzłem logistycznym między południem i północą Europy Porty Szczecin–Świnoujście dynamicznie się rozwijają. W kwietniu 2024 roku wydano decyzję lokalizacyjną dotycząca terminalu kontenerowego w Świnoujściu, który ma szansę powstać do końca 2028 roku. Zdaniem ekspertów szczególnie ważnym elementem rozwoju portów, podobnie jak w przypadku innych portów w Polsce, jest transport kolejowy i w tym zakresie inwestycje są szczególnie potrzebne. – To nasza pięta achillesowa – przyznaje Rafał Zahorski, pełnomocnik zarządu Morskich Portów Szczecin i Świnoujście ds. rozwoju.
Polityka
Projekt UE zyskuje wymiar militarny. Wojna w Ukrainie na nowo rozbudziła dyskusję o wspólnej europejskiej armii
Wspólna europejska armia na razie nie istnieje, a w praktyce obronność to wyłączna odpowiedzialność państw członkowskich UE. Jednak wybuch wojny w Ukrainie, tuż za wschodnią granicą, na nowo rozbudził europejską dyskusję o potrzebie posiadania własnego potencjału militarnego. Jak niedawno wskazał wicepremier i minister obrony narodowej Władysław Kosiniak-Kamysz, Europa powinna mieć własne siły szybkiego reagowania i powołać komisarza ds. obronności, ponieważ stoi obecnie w obliczu największych wyzwań od czasu zakończenia II wojny światowej. – Musimy zdobyć własną siłę odstraszania i zwiększać wydatki na obronność – podkreśla europoseł Janusz Lewandowski.
Partner serwisu
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.