Выявы, спампаваныя з вэб-сайта прэс-службы Масачусецкага тэхналагічнага інстытута, даступныя для некамерцыйных арганізацый, сродкаў масавай інфармацыі і грамадскасці ў адпаведнасці з некамерцыйнай ліцэнзіяй Creative Commons Attribution Non Derivatives.Вы не можаце змяняць прадстаўленыя выявы, калі яны не былі абрэзаны да патрэбнага памеру.Крэдыт неабходна выкарыстоўваць пры прайграванні малюнкаў;калі яго няма ў спісе ніжэй, спавяжыце малюнак з “MIT”.
Даследчыкі з Масачусецкага тэхналагічнага інстытута распрацавалі партатыўную апрасняльную прыладу вагой менш за 10 кг, якая выдаляе часціцы і соль для атрымання пітной вады.
Прылада памерам з чамадан спажывае менш энергіі, чым зарадная прылада для тэлефона, а таксама можа харчавацца ад невялікай партатыўнай сонечнай панэлі, якую можна набыць у Інтэрнэце прыкладна за 50 долараў.Ён аўтаматычна вырабляе пітную ваду, якая перавышае стандарты Сусветнай арганізацыі аховы здароўя.Тэхналогія запакаваная ў зручную прыладу, якая працуе нанацісканне кнопкі.
У адрозненне ад іншых партатыўных водазаборнікаў, якія патрабуюць, каб вада праходзіла праз фільтр, гэта прылада выкарыстоўвае электрычнасць для выдалення часціц з пітной вады.Замена фільтра не патрабуецца, што значна зніжае неабходнасць доўгатэрміновага абслугоўвання.
Гэта можа дазволіць разгарнуць падраздзяленне ў аддаленых раёнах з вельмі абмежаванымі рэсурсамі, напрыклад, у населеных пунктах на невялікіх астравах або на борце марскіх грузавых судоў.Ён таксама можа быць выкарыстаны для дапамогі бежанцам, якія ратуюцца ад стыхійных бедстваў, або салдатам, якія ўдзельнічаюць у доўгатэрміновых ваенных аперацыях.
«Гэта сапраўды кульмінацыя 10-гадовага шляху для мяне і маёй каманды.На працягу многіх гадоў мы працавалі над фізікай, якая ляжыць у аснове розных працэсаў апраснення, але змясцілі ўсе гэтыя дасягненні ў скрынку, пабудавалі сістэму і зрабілі гэта ў акіяне.Гэта было вельмі карысна і карысны вопыт для мяне,» сказаў старэйшы аўтар Jongyoon Han, прафесар электратэхнікі, інфарматыкі і біяінжынерыі і член Даследчай лабараторыі электронікі (RLE).
Да Хана далучыліся першы аўтар Джунгё Юн, супрацоўнік RLE, Хюкджын Дж. Квон, былы дактарант, Сунгку Кан, дактарант Паўночна-Усходняга ўніверсітэта, і камандаванне развіцця баявых магчымасцей арміі ЗША (DEVCOM) Эрык Брак.Даследаванне было апублікавана ў інтэрнэце ў часопісе Environmental Science & Technology.
Юн растлумачыў, што камерцыйныя партатыўныя апрасняльныя ўстаноўкі звычайна патрабуюць помпаў высокага ціску для прагону вады праз фільтры, якія цяжка мініяцюрызаваць без шкоды для энергаэфектыўнасці прылады.
Замест гэтага іх прылада заснавана на методыцы, званай канцэнтрацыйнай палярызацыяй іёнаў (ICP), якую група Хана ўпершыню ўвяла больш за 10 гадоў таму.Замест фільтрацыі вады працэс ICP прымяняе электрычнае поле да мембраны, размешчанай над і пад водным шляхам.Калі станоўча або адмоўна зараджаныя часціцы, у тым ліку малекулы солі, бактэрыі і вірусы, праходзяць праз мембрану, яны адштурхваюцца ад яе.Зараджаныя часціцы накіроўваюцца ў другі паток вады, які ў выніку выкідваецца.
Гэты працэс выдаляе раствораныя і ўзважаныя цвёрдыя рэчывы, дазваляючы чыстай вадзе праходзіць праз каналы.Паколькі для гэтага патрабуецца толькі помпа нізкага ціску, ICP выкарыстоўвае менш энергіі, чым іншыя тэхналогіі.
Але ICP не заўсёды выдаляе ўсю соль, якая плавае ў сярэдзіне канала.Такім чынам, даследчыкі ўкаранілі другі працэс пад назвай электрадыяліз для выдалення астатніх іёнаў солі.
Юн і Кан з дапамогай машыннага навучання знайшлі ідэальнае спалучэнне модуляў ВЧД і электрадыялізу.Аптымальная ўстаноўка складаецца з двухступеньчатага працэсу ICP, дзе вада праходзіць праз шэсць модуляў на першым этапе, затым праз тры модулі на другім этапе, пасля чаго ідзе працэс электрадыялізу.Гэта мінімізуе спажыванне энергіі, робячы працэс самаачышчэння.
«Хоць гэта праўда, што некаторыя зараджаныя часціцы могуць быць захоплены іонаабменнай мембранай, калі яны трапілі ў пастку, мы можам лёгка выдаліць зараджаныя часціцы, проста змяніўшы палярнасць электрычнага поля», - растлумачыў Юн.
Яны скарацілі і змясцілі модулі ICP і электрадыялізу, каб павысіць іх энергаэфектыўнасць і дазволіць ім змясціцца ў партатыўныя прылады.Даследчыкі распрацавалі прыладу для неспецыялістаў, каб запускаць працэс аўтаматычнага апраснення і ачысткі з дапамогай усяго аднагокнопка.Як толькі салёнасць і колькасць часціц апускаюцца ніжэй пэўных парогаў, прылада паведамляе карыстальнікам, што вада гатовая да ўжывання.
Даследчыкі таксама стварылі дадатак для смартфона, якое кіруе прыладай па бесправадной сеткі і паведамляе ў рэжыме рэальнага часу дадзеныя аб спажыванні энергіі і салёнасці вады.
Пасля лабараторных эксперыментаў з вадой рознай ступені салёнасці і мутнасці (мутнасці) прылада было выпрабавана ў палявых умовах на бостанскім Карсан-Біч.
Юн і Квон паставілі скрыню на бераг і апусцілі кармушку ў ваду.Прыкладна праз паўгадзіны прылада напоўніла пластыкавы шкляначку чыстай пітной вадой.
«Было вельмі цікава і дзіўна, што ён быў паспяховым нават пры першым запуску.Але я думаю, што галоўная прычына нашага поспеху - гэта назапашванне ўсіх гэтых невялікіх паляпшэнняў, якія мы зрабілі на гэтым шляху », - сказаў Хан.
Атрыманая вада перавышае стандарты якасці Сусветнай арганізацыі аховы здароўя, а ўстаноўка зніжае колькасць узважаных рэчываў мінімум у 10 разоў.Іх прататып вырабляе пітную ваду з хуткасцю 0,3 літра ў гадзіну і спажывае ўсяго 20 ват-гадзін на літр.
Па словах Хана, адной з самых вялікіх праблем пры распрацоўцы партатыўнай сістэмы з'яўляецца стварэнне інтуітыўна зразумелай прылады, якой можа карыстацца кожны.
Юн спадзяецца камерцыялізаваць тэхналогію праз стартап, які ён плануе запусціць, каб зрабіць прыладу больш зручнай і палепшыць яе энергаэфектыўнасць і прадукцыйнасць.
У лабараторыі Хан хоча прымяніць урокі, атрыманыя за апошняе дзесяцігоддзе, да праблем якасці вады, акрамя апраснення, такіх як хуткае выяўленне забруджванняў у пітной вадзе.
«Гэта, безумоўна, захапляльны праект, і я ганаруся прагрэсам, якога мы дасягнулі да гэтага часу, але наперадзе яшчэ шмат працы», — сказаў ён.
Напрыклад, у той час як «распрацоўка партатыўных сістэм з выкарыстаннем электрамембранных працэсаў з'яўляецца арыгінальным і цікавым спосабам аўтаномнага маламаштабнага апраснення вады», уздзеянне забруджвання, асабліва калі вада мае высокую мутнасць, можа значна павялічыць патрабаванні да абслугоўвання і выдаткі на энергію , адзначае Нідал Хілал, прафесар, інжынер і дырэктар Цэнтра даследаванняў вады Абу-Дабі пры Нью-Йоркскім універсітэце, які не ўдзельнічаў у даследаванні.
"Яшчэ адно абмежаванне - выкарыстанне дарагіх матэрыялаў", - дадаў ён.«Будзе цікава ўбачыць падобныя сістэмы з выкарыстаннем недарагіх матэрыялаў».
Даследаванне было часткова прафінансавана Цэнтрам салдат DEVCOM, Лабараторыяй водных і харчовых сістэм Абдула Лаціфа Джаміля (J-WAFS), Праграмай доктарскіх стыпендый Паўночна-Усходняга універсітэта ў галіне эксперыментальнага штучнага інтэлекту і Інстытутам штучнага інтэлекту Ru.
Даследчыкі з Даследчай лабараторыі электронікі Масачусецкага тэхналагічнага інстытута распрацавалі партатыўны генератар вады, які можа ператвараць марскую ваду ў бяспечную пітную ваду, паведамляе Ян Маунт з Fortune.Маунт піша, што навуковец Джонгюн Хан і аспірант Брус Кроўфард заснавалі Nona Technologies для камерцыялізацыі прадукту.
Даследчыкі Масачусецкага тэхналагічнага інстытута «распрацавалі свабодна плаваючую апрасняльную прыладу, якая складаецца з некалькіх слаёў выпарнікаў, якія рэкуперуюць цяпло ад кандэнсацыі вадзяной пары, павялічваючы яе агульную эфектыўнасць», - паведамляе Ніл Нэл Льюіс з CNN.«Даследчыкі мяркуюць, што ён можа быць сканфігураваны як плывучая панэль у моры, па трубах з прэснай вадой да берага, або ён можа быць распрацаваны для абслугоўвання адной хатняй гаспадаркі, выкарыстоўваючы яго ў рэзервуары з марской вадой», - напісаў Люіс.
Даследчыкі Масачусецкага тэхналагічнага інстытута распрацавалі партатыўную апрасняльную прыладу памерам з чамадан, якая можа ператвараць салёную ваду ў пітную.націсканне кнопкі, паведамляе Elisaveta M. Brandon з Fast Company.Прылада можа быць «неабходным інструментам для людзей на аддаленых астравах, марскіх грузавых караблях і нават лагерах для бежанцаў побач з вадой», напісаў Брэндон.
Журналістка Motherboard Audrey Carlton піша, што даследчыкі Масачусецкага тэхналагічнага інстытута распрацавалі «бесфільтравальнае партатыўнае прылада апраснення, якое выкарыстоўвае сонечныя электрычныя палі для адхілення зараджаных часціц, такіх як соль, бактэрыі і вірусы».Дэфіцыт становіцца ўсё большай праблемай для ўсіх з-за павышэння ўзроўню мора.Мы не хочам змрочнай будучыні, але мы хочам дапамагчы людзям быць падрыхтаванымі да яе».
Новая партатыўная апрасняльная прылада на сонечнай энергіі, распрацаваная даследчыкамі MIT, можа вырабляць пітную ваду ўнацісканне кнопкі, паводле Тоні Хо Чана з The Daily Beast.«Прылада не залежыць ад якіх-небудзь фільтраў, як звычайныя водогенераторы», — напісаў Тран.«Замест гэтага ён забівае ваду электрычным токам, каб выдаліць з вады мінералы, такія як часціцы солі».