تولید آب شیرین و لیتیوم با تکنیک جدید نمک‌زدایی آب

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، آب دریا، ترکیب پیچیده‌ای از مواد معدنی مفید است اما جدا کرن مواد خاص مورد نیاز دشوار است.

اکنون، گروهی از پژوهشگران استرالیایی و آمریکایی، تکنیکی برای نمک‌زدایی آب ابداع کرده‌اند که نه تنها می‌تواند آب دریا را به قدر کافی برای نوشیدن شیرین کند بلکه یون‌های لیتیوم را برای استفاده در باتری‌ها بازیابی کند.

نکته اصلی این فرآیند، چهارچوب‌های فلزی- آلی (MOFs) هستند که وسیع‌ترین سطح داخلی هر ماده شناخته‌ شده‌ای را در بر دارند.

امکان دارد یک گرم از این ماده هنگام باز شدن، یک زمین فوتبال را بپوشاند و این ساختار داخلی پیچیده است که MOFs را برای گرفتن، ذخیره سازی و آزادسازی مولکول‌ها، بی‌نقص می‌سازد.

در پژوهش اخیر در مورد  MOFs، این ماده به عنوان اسفنج انتشار کربن، حسگرهای شیمیایی دقیق و فیلترهای آب شهری مورد استفاده قرار گرفت.

در حال حاضر، غشاهای اسمز وارونه، متداول‌ترین فناوری مورد استفاده برای تصفیه آب هستند و براساس یک اصل نسبتا ساده کار می‌کنند.

منافذ این غشاء، برای عبور مولکول‌های آب به قدر کافی بزرگ اما برای بیشتر آلاینده‌ها بیش از حد کوچک هستند. مشکل اینجاست که برای کار کردن این سیستم‌ها، آب باید با فشار نسبتا زیادی پمپاژ شود.

به عبارت دیگر، غشای MOF می‌تواند انتخابی‌تر و موثرتر باشد.

اکنون، پژوهشگران "دانشگاه مانش" (Monash University)و "سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود" (CSIRO)در استرالیا و "دانشگاه تگزاس در اوستین" (University of Texas at Austin) آمریکا، چنین غشایی ابداع کرده‌اند.

این طراحی با الهام از انتخاب یون غشاهای سلول زیستی انجام شده است که به ماده MOF اجازه می‌دهند یون‌های خاصی را هنگام عبورشان خشک کنند. این فیلترها ترجیحا، نیازی به عبور پرفشار آب ندارند که در انرژی مورد استفاده هم صرفه‌جویی می‌کند.

"هانتینگ وانگ" (Huanting Wang)، نویسنده این پژوهش جدید می‌گوید: ما می‌توانیم از یافته‌هایمان برای فهمیدن چالش‌های تصفیه آب استفاه کنیم. این پژوهش، به جای تکیه بر فرآیندهای پرهزینه و متمرکز بر انرژی کنونی، احتمال حذف یون‌های نمک از آب را با یک راه‌حل کارآمد از نظر انرژی و پایدار از نظر زیست‌محیطی ممکن سازد.

اما آب آشامیدنی تمیز، تنها محصول این غشای MOF نیست. به خاطر باتری‌های لیتیوم- یون که هر ابزاری از گوشی‌های هوشمند تا خودروهای الکتریکی را شارژ می‌کنند، تقاضا برای لیتیوم، بالاست. این یون‌ها که پشت یک ساختار اسفنجی گذاشته می‌شوند، آماده پذیرش هستند.

وانگ ادامه می‌هد: یون‌های لیتیوم در آب دریا فراوان هستند؛ بنابراین برای صنعت معدن که در حال حاضر برای استخراج لیتیوم از سنگ‌ها و آب‌های شور، از روش‌های شیمیایی ناکارآمد استفاده می‌کنند، پیامدهایی دارند. این غشاء، روش موثری برای استخراج یون‌های لیتیوم از آب دریا که منبعی فراوان و به راحتی قابل دسترس است، ارائه می‌دهد.