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Dec 09, 2023

새로운 막 담수화 접근법은 바닷물에서 식수를 제공할 수 있습니다

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지구의 71%가 물로 덮여 있으며 약 32600경 갤런(또는 1233.9000경 리터)이므로 인간의 필요를 충족시킬 만큼 충분한 물이 있다고 가정하기 쉽습니다. 그러나 지구 물의 대부분은 염분, 즉 식염수이므로 우리가 마시고 목욕하거나 식량을 재배하는 데 사용하는 물에는 별로 쓸모가 없습니다.

이러한 용도에는 담수가 필요하며 이는 실제로 상대적으로 부족한 것으로 밝혀졌습니다. 지구 물의 3% 미만을 차지하고 대부분 빙하에 묻혀 있는 물은 특히 더 따뜻하고 건조한 미래에 이것이 어디로 가는지 알 수 있습니다. 진실은 오늘날에도 전 세계 수십억 명의 사람들이 사용 가능한 깨끗한 물에 접근하지 못하여 세계적인 물 위기라고 불리는 상황을 야기하고 있다는 것입니다.

즉, 바닷물이나 소금기가 있는 지하수에서 소금을 제거하는 행위인 담수화에 대한 수요가 그 어느 때보다 높아졌습니다. 그러나 수십 년 동안 사용된 기존 방법은 계속해서 에너지를 많이 소비하고 비용이 많이 듭니다. 처음으로 요르단 대학, 아랍 개방 대학, 킹 압둘라 과학 기술 대학의 연구원들은 기존 대안보다 훨씬 낮은 온도에서 해수에서 염분을 효과적으로 제거하기 위해 새로운 종류의 알루미늄 기반 이중 다공성 막을 설계하고 활용했습니다. .

증발을 이용한 담수화 분야에서 연구원들은 이 막 기술이 비용, 에너지 및 지속 가능성 측면에서 중요한 획기적인 역할을 한다고 제안합니다.

새로운 이중 다공성 멤브레인의 주요 연구자 중 한 명인 Mohammed Rasool Qtaishat 박사는 IE에 "이 새로운 기술은 주변 온도(대략) 25°C에서 물 증발을 허용하므로 가열이나 압력 요구 사항 없이 담수화를 달성할 수 있습니다."라고 말했습니다. 에너지를 많이 절약하고 바닷물에서 식수를 최저 비용으로 공급할 수 있으며 환경 친화적입니다."

그리고 그게 전부가 아닙니다. 연구 결과에 따르면 이중 다공성 막은 장기간의 담수화 공정에서 안정적이었고, 이 방법이 규모를 확대할 경우 지속 가능한 운영 가능성이 있음을 입증했습니다.

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그렇다면 담수화란 정확히 무엇인가?

담수화는 바닷물이나 소금기가 있는 지하수와 같은 수원에서 염분 함량을 제거하는 데 사용되는 방법의 일반적인 용어입니다. 담수화 공정은 열 기반 또는 멤브레인 기반의 두 그룹으로 나눌 수 있으며 후자가 기본 선택입니다. 그러나 1960년대 이후 역삼투압과 같은 분리막 기술이 급속도로 발전해 새로운 파일럿 플랜트 설치가 열공정의 성능을 능가하기도 했다.

과거에 사용된 몇 가지 기존 기술은 담수화 전에 식염수를 가열해야 했습니다. 이러한 방법의 문제점은 에너지 집약적이어서 비용이 많이 들고 탄소 사용 측면에서 비효율적이라는 것입니다. 또한, 대부분의 기존 난방 방법은 지구 온난화의 위협을 증가시키는 데 더욱 기여하는 이산화탄소를 생성합니다.

Qtaishat 교수는 IE에 "고대에는 물을 증발시킨 후 응축시키는 방식으로 담수화를 달성했는데, 여기에는 가열과 높은 에너지가 필요했습니다. 최근에는 역삼투압과 같이 증발이 필요하지 않은 막 담수화라는 새로운 기술이 진화했습니다. . 가열 및 증발 대신 고압이 가해집니다. 이는 막을 통해 물을 밀어내고 염은 ​​뒤에 남게 됩니다. 다시 말하지만, 고압은 에너지 집약적입니다."

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가열이나 외부 압력의 적용을 통해 에너지 소비를 줄이려면 막 간 온도 차이를 최소화하거나 주변 온도에서 담수화를 수행하는 것이 중요합니다.

막 담수화(MD)가 필요한 곳입니다. 필요한 낮은 작동 온도 및 압력, 높은 담수화 기능, 저강도 에너지원을 사용하여 작업할 수 있는 고유한 능력으로 인해 이 공정은 보다 전통적인 담수화 공정에 대한 성공적인 대안이 될 수 있습니다.