Одновременная выработка электроэнергии и фильтрация сточных вод

23 февраля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

Национальным исследовательским советом по науке и технологиям

Очистка различных водных ресурсов, таких как дождевая, морская, грунтовая, речная вода, сточные воды и сточные воды, в питьевую или пригодную для использования воду представляет собой высокоэнергетический процесс. Но что, если бы в процессе очистки воды можно было бы генерировать электричество? Совместная исследовательская группа разработала многофункциональную мембрану, которая может одновременно генерировать электричество и очищать сточные воды в питьевую воду.

Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что команда доктора Джи-Су Джана из Центра исследования электронных материалов и команда профессора Тэ-Гван Юна с факультета материаловедения и инженерии Университета Мёнджи совместно разработали передовой Мембрана, которая может одновременно обеспечивать питьевую воду и непрерывно генерировать электроэнергию из различных водных ресурсов, таких как сточные воды, морская вода и грунтовые воды.

Мембрана типа «сэндвича» состоит из пористой мембраны, фильтрующей воду внизу, и проводящего полимера, генерирующего электричество вверху. Мембрана предназначена для очистки сточных вод путем регулирования направления потока воды. Вода, текущая перпендикулярно мембране, генерирует постоянный ток за счет движения ионов в горизонтальном направлении. Мембрана способна отталкивать более 95% загрязнений размером менее 10 нм. Таким образом, можно удалить микропластик и частицы тяжелых металлов из сточных вод, а также обеспечить непрерывную выработку электроэнергии в течение более 3 часов, используя всего лишь 10 мкл (микролитр) воды.

Поскольку мембрана может быть изготовлена ​​с использованием простого процесса печати без ограничений по размеру, она имеет высокий потенциал для коммерциализации из-за низких производственных затрат и времени обработки.

В настоящее время исследовательская группа проводит последующие исследования по выработке электроэнергии при одновременном улучшении качества сточных вод до уровня питьевой воды путем разработки мембраны для реального завода. Доктор Джи-Су Чан из KIST выразил свое мнение об исследовании, заявив, что: «Как новая технология, которая может решить проблему нехватки воды и одновременно производить экологически чистую энергию, она также имеет большие потенциальные возможности применения в системе управления качеством воды и система аварийного электроснабжения».

Это исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials и выбрано для размещения на обложке номера.

Больше информации: Джи-Су Джанг и др., Двунаправленное поведение потока воды на многофункциональной мембране для одновременной генерации энергии и очистки воды, Передовые материалы (2022). DOI: 10.1002/adma.202209076