Koniec drahého odsoľovania: Z morskej vody vedci získajú čistú vodu aj drahú surovinu

Vedci z Austrálskej národnej univerzity (ANU) opäť posunuli hranice možného vo svete odsoľovania morskej vody. Zároveň však ukázali nový, ekologickejší spôsob, ako získať cenné suroviny ako lítium priamo z roztokov bohatých na soľ. Ich inovatívna technológia kombinuje princípy termodifúzneho odsoľovania a nový koncept zvaný „liquid Burgers cascade“ (LBC), ktorý dramaticky zvyšuje účinnosť procesu a pritom si vystačí s minimálnym množstvom energie a bez membrán či nebezpečných chemikálií. Štúdia bola publikovaná v časopise Nature.

Zefektívnenie systému

Základom tejto technológie je revolučný systém termodifúzneho odsoľovania (TDD), ktorý ANU predstavila už v roku 2024. Na rozdiel od tradičných metód, ktoré využívajú membrány alebo vyžadujú prechod vody do plynného stavu, TDD udržiava vodu v kvapalnej forme počas celého procesu, čím sa výrazne znižuje opotrebovanie materiálov, korózia a energetické nároky.

Nový výskum ukazuje, ako dokáže LBC zásadným spôsobom zefektívniť celý systém. Vďaka riadeniu prúdenia tekutín, premyslenej distribúcii tepla pomocou U-štruktúr, cielenej tepelnej izolácii a presne nastaveným parametrom zotavenia sa vedcom podarilo zvýšiť produkciu čistej vody až 40-násobne v porovnaní s pôvodným dizajnom.

„Naša termodifúzna metóda bola úspešne použitá pri odsoľovaní vody, pričom zároveň znižuje náklady na energiu a problémy s koróziou,“ vysvetľuje Juan Felipe Torres, docent a hlavný výskumný pracovník projektu. Kľúčové však je, že táto metóda umožňuje nielen produkciu čistej vody, ale aj efektívne získavanie solí a kovov – ako je lítium – z vysoko slaných roztokov bez potreby odparovania.

Koncept termodifúznej separácie a implementácia zariadenia. - Nature Water

Výrazný potenciál

Praktická aplikácia bola overená priamo na morskej vode od austrálskeho pobrežia a výsledky potvrdili nielen vysokú účinnosť, ale aj spoľahlivosť systému, ktorý sa zhodoval s numerickými simuláciami. Vedci testovali rôzne nastavenia teploty, prietoku a izolácie a hľadali ideálne podmienky, ktoré maximalizujú výťažnosť a zároveň minimalizujú energetické straty.

Podľa spoluautorky štúdie a výskumnej pracovníčky Dr. Shuqi Xu má táto technológia potenciál výrazne urýchliť prechod k systémom s nulovým odpadom, známe ako zero liquid discharge (ZLD). „Naše výskumy ukazujú, ako dokážeme manipulovať s koncentráciou solí v roztokoch bez potreby odparovania. Budúce vylepšenia by mohli zvýšiť prietok a energetickú účinnosť minimálne 40-násobne,“ uviedla.

Skvelá alternatíva

TDD a LBC sa tak javia ako reálna a udržateľná alternatíva voči súčasným technológiám ako reverzná osmóza, ktoré sú síce účinné, no náročné na údržbu, drahé a energeticky náročné. Okrem klasického odsoľovania môže táto technológia nájsť uplatnenie aj v ťažbe surovín z priemyselných odpadových vôd, predovšetkým v ropných a plynových sektoroch, kde sa často pracuje s extrémne slanými roztokmi.

Spolu s ďalšími inováciami, ako je nedávny vývoj uhlíkových elektród na odstránenie bóru zo slanej vody, ktorý predstavili vedci z University of Michigan a Rice University, ide o ďalší krok k ekologickejšiemu a efektívnejšiemu spracovaniu vody a surovín – čo je v čase klimatických zmien a rastúceho dopytu po lítiu viac než aktuálne

Čítajte viac z kategórie: Ekológia