Фото: pubs.acs.org
Графитовые электроды для обессоливания
Инженеры придумали простой способ обессолить воду с помощью батареи графитовых электродов, покрытых активированным углем.
Метод не подходит для очень соленой морской воды, зато весьма эффективен при умеренной концентрации ионов.
Работа опубликована в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters, ее краткое описание приводит сайт Phys.org.
Работа устройства основана на принципе "вычерпывания" ионов из одного раствора в другой.
Исследователи покрыли графитовые электроды слоем пористого (активированного) угля толщиной около 200 микрометров. Батарея электродов опускалась в раствор, и к ней прикладывалось небольшое напряжение 1-2 вольта). Катионы и анионы солей устремлялись к электродам и скапливались в зоне пористого углерода. Спустя небольшое время (чтобы не тратить энергию на электролиз) электроды вынимали и опускали в другой раствор. Во втором растворе напряжение отключалось, поэтому ионы свободно мигрировали из пористой поверхности электродов в жидкость. Затем цикл повторялся снова, обычно около восьми раз.
Авторы показали, что таким способом можно снизить концентрацию хлорида натрия в растворе с 20 до 7 миллимоль - в три раза. Кроме того, если покрыть электроды мембраной, избирательно пропускающей отдельные ионы, то эффективность обессоливания можно увеличить, не меняя принципиально технологию.
Новый способ удаления ионов может оказаться из-за своей простоты более экономически оправданным, чем сложные и энергоемкие современные способы вроде емкостной деионизации. Низкое используемое напряжение позволяет создать простые портативные устройства для обессоливания на солнечных батареях. Самое главное ограничение метода связано с тем, что он неэффективен при больших концентрациях ионов - в этом случае применяются более традиционные методы, такие как дистилляция или обратный осмос.