Deniz Suyunu Dakikalar İçerisinde İçilebilir Hale Getirmek

DOI: 10.1016/j.memsci.2020.119028

    Dünya Sağlık Örgütü’ne göre dünya çapında yaklaşık 785 milyon insan temiz, içilebilir su kaynaklarına erişemiyor.

Yeryüzünün çok büyük bir miktarının su olmasına karşın çoğu deniz suyudur ve   tüm suların sadece %2,5 ‘ini tatlı sular oluşturur. Temiz içme suyu elde etmenin yollarından biri    deniz suyunu tuzdan arındırmaktır. Kore İnşaat Mühendisliği ve Yapı Teknolojisi Enstitü (KICT), deniz suyunu membran distilasyonu işlemi ile içme suyuna dönüştürebilmek için electrospun nanofiber membranın geliştirildiğini duyurdu

Membran distilasyonundaki en büyük sorun membranın ıslanmasıdır. Membran distilasyonu sırasında eğer membran ıslanır ise membran değiştirilmelidir. Özellikle uzun süreli işlemlerde   kademeli olarak membranın ıslandığı gözlemlenmiştir.  Eğer membran tamamen ıslanır ise sızmaya yol açtığı için distilasyonu verimi azalır.

KICT’de Dr. Yunchul Woo tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, alternatif bir nano teknoloji yöntemiyle ‘co-axial electrospun nanofiber ‘ membran geliştirdi. Bu yeni, tuzdan arındırma teknolojisi dünyanın tatlı su kıtlığını çözme potansiyeline sahip. Geliştirilen bu teknoloji, ıslanma sorununu önleyebilir ve uzun vadede kararlılığı sağlayabilir. Daha yüksek pürüzlü yüzey ve dolayısıyla daha yüksek hidrofobiklik için membrandaki nanolifler tarafından üç boyutlu bir yapı oluşturulmalıdır.

Co-axial electrospinning tekniği, üç boyutlu yapılara sahip mebranları elde etmek için en uygun ve basit seçeneklerden biridir. Dr. Woo’nun araştırma ekibi, çekirdek olarak poli (viniliden florür-ko-heksafloropropilen) ve kılıf olarak düşük polimer konsantrasyonu ile karıştırılmış silika aerojel kullanarak bir co-axiel kompozit membran üretti ve bir süper hidrofobik membran yüzeyi elde etti. Aslında, silika aerojel, iletken ısı kayıplarının azalması nedeniyle membran distilasyonu işlemi sırasında artan su buharı akışına yol açan geleneksel polimerlere kıyasla çok daha düşük bir termal iletkenlik sergiledi.

Membran distilasyonu uygulamalarında electrospun nanofiber membranların kullanıldığı çalışmaların çoğu, yüksek su buharı akışı sağlamalarına rağmen 50 saatten daha kısa süre çalışmışlardır. Dr. Woo ‘nun araştırma ekibi ise co-axial electrospun nanofiber membranı kullanarak membran distilasyon işlemini 30 gün boyunca uyguladı.

Co-axial electrospun nanofiber membran, 30 gün boyunca %99,99 tuz reddi gerçekleştirdi. Sonuçlara göre, düşük kayma açısı ve ısıl iletkenlik özellikleri sayesinde membran ıslanma ve tıkanma sorunları olmadan iyi çalıştı. Sıcaklık polarizasyonu, membran distilasyonundaki önemli dezavantajlardan biridir. İletken ısı kayıpları nedeniyle membran damıtma işlemi sırasında su buharı akış performansını azaltabilir. Membran, düşük kayma açısı, düşük termal iletkenlik, sıcaklık polarizasyonundan kaçınma ve süper doymuş yüksek su buharı akışı performansını korurken az miktarda ıslanma ve kirlenme gibi birkaç önemli özelliğe sahip olduğundan, uzun vadeli membran distilasyonu uygulamaları için uygundur.

Dr. Woo’nun araştırma ekibi, membran distilasyon işleminde yüksek su akışı performansındansa önemli olanın daha kararlı bir sürece sahip olmak olduğunu belirtti.

Dr. Woo, “Co-axial electrospun nanofiber membranın, deniz suyu çözeltilerinin ıslanma sorunları yaşamadan arıtılması için güçlü bir potansiyele sahip olduğunu ve pilot ölçekli büyük ölçekli membran distilasyonu uygulamaları için uygun membran olabileceğini” söyledi.

 

 

Kaynak : phys.org