광고
광고
광고
광고
광고

물을 더 저렴하게 만들 수 있는 담수화 혁신이 여기 있다. 연구팀은 DuPont Water Solutions와 협력하여 이 미스터리의 중요한 측면을 해결하여 깨끗한 물 생산 비용을 절감할 수 있는 문을 열었다.

https://www.weforum.org/agenda/2021/01/solving-desalination-cheaper-clean-water/

JM Kim | 기사입력 2021/01/22 [00:40]

물을 더 저렴하게 만들 수 있는 담수화 혁신이 여기 있다. 연구팀은 DuPont Water Solutions와 협력하여 이 미스터리의 중요한 측면을 해결하여 깨끗한 물 생산 비용을 절감할 수 있는 문을 열었다.

https://www.weforum.org/agenda/2021/01/solving-desalination-cheaper-clean-water/

JM Kim | 입력 : 2021/01/22 [00:40]

막의 밀도를 균일하게 만드는 것은 탈염의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다고 연구원들은 발견했다. 이 획기적인 발전은 깨끗한 물에 대한 접근성을 높이고 개인 가정과 대규모 사용자의 수도 요금을 낮출 수 있다. 연구원들은 지금까지 수십 년 동안 과학자들을 당혹스럽게 만들었던 담수화의 복잡한 문제를 해결했다. 이 작업으로 더 낮은 비용으로 깨끗한 물을 생산할 수 있다.

담수화 멤브레인은 물에서 소금 및 기타 화학 물질을 제거하며, 이는 사회 건강에 중요한 과정이며 농업, 에너지 생산 및 식수를 위해 수십억 갤런의 물을 정화한다. 이 아이디어는 간단해 보인다. 소금물을 밀어 내면 깨끗한 물이 반대편으로 나온다. 하지만 과학자들이 여전히 이해하려고 하는 복잡한 내용이 포함되어 있다.

연구팀은 DuPont Water Solutions와 협력하여 이 미스터리의 중요한 측면을 해결하여 깨끗한 물 생산 비용을 절감할 수 있는 문을 열었다. 연구원들은 담수화 멤브레인의 밀도와 질량 분포가 일치하지 않아 성능을 저해할 수 있다고 판단했다. 나노 스케일의 균일한 밀도는 이러한 멤브레인이 생성할 수 있는 깨끗한 물의 양을 늘리는 핵심이다.

원자 규모에서도 여과막의 밀도는 깨끗한 물을 생산할 수 있는 양에 큰 영향을 미칠 수 있다. 이미지: Enrique Gomez/Penn State

오스틴에 있는 텍사스대학교의 토목, 건축 및 환경 공학과의 부교수 인 Manish Kumar역 삼투막은 물을 정화하는 데 널리 사용되지만 여전히 우리가 모르는 것이 많다. "물이 어떻게 통과하는지 정확히 말할 수 없었기 때문에 지난 40년 동안의 모든 개선은 본질적으로 어둠 속에서 이루어졌다."라고 말했다. 이 연구 결과는 Science에 있다.

이 논문은 테스트된 멤브레인의 효율성이 30%-40% 증가했다고 기록했다. 이는 훨씬 적은 에너지를 사용하면서 더 많은 물을 정화할 수 있음을 의미한다. 이는 깨끗한 물에 대한 접근성을 높이고 개인 주택과 대규모 사용자 모두의 수도 요금을 낮출 수 있다.

역 삼투막은 한쪽의 염분 공급 용액에 압력을 가하여 작동한다. 미네랄은 물이 통과하는 동안 거기에 머물러 있다. 비막담수화 공정보다 더 효율적이지만 여전히 많은 양의 에너지가 필요하며 막의 효율성을 개선하면 이러한 부담을 줄일 수 있다고 연구원들은 말한다.

연구를 공동 주도한 Penn State의 화학공학 교수인 Enrique Gomez담수관리는 전 세계적으로 중요한 과제가 되고 있다. “단락, 가뭄-악천후 패턴이 증가함에 따라 이 문제는 더욱 심각해질 것으로 예상된다. 특히 자원이 부족한 지역에서 깨끗한 물을 사용하는 것이 매우 중요하다. "고 말했다.

폴리머 담수화 멤브레인의이 3D모델은 멤브레인의 빽빽한 지점을 피하고 흐름을 느리게 하는 물 흐름을 보여준다. 이미지: Science Magazine

이 연구는 DuPont 연구원들이 더 두꺼운 막이 실제로 더 투과성이 있음을 증명할 때 시작되었다. 이것은 두께가 막을 통해 흐르는 물의 양을 감소시킨다는 기존의 지식 때문에 놀라웠다.

이 팀은 2015 Kumar가 조직한 "water summit"에서 현재 DuPont의 일부가 된 Dow Water Solutions와 연결되어 이 미스터리를 풀고자 했다.

연구진은 펜실베이니아 주 소재 특성화 연구소에서 최첨단 전자현미경을 사용하여 나노 스케일 막 구조의 3D 재구성을 개발했다. 그들은 물이 이러한 막을 통과하는 경로를 모델링하여 구조에 따라 물이 얼마나 효율적으로 정화될 수 있는지 예측했다.

Iowa State University, Penn State Texas Advanced Computing Center의 추가 연구원이 작업에 기여했다. 대부분의 계산은 TACC의 슈퍼컴퓨터인 Stampede2에서 수행되었다.

 

 

 
광고
광고
광고
광고
광고
많이 본 기사
최신기사