Imej yang dimuat turun daripada tapak web Pejabat Akhbar Institut Teknologi Massachusetts tersedia untuk organisasi bukan untung, media dan orang ramai di bawah Lesen Creative Commons Attribution NonCommercial No Derivatives.Anda tidak boleh mengubah suai imej yang disediakan melainkan ia telah dipangkas ke saiz yang betul.Kredit mesti digunakan semasa memainkan imej;jika ia tidak disenaraikan di bawah, pautkan imej itu kepada “MIT”.
Penyelidik di Institut Teknologi Massachusetts telah membangunkan peranti penyahgaraman mudah alih dengan berat kurang daripada 10 kg yang mengeluarkan zarah dan garam untuk menghasilkan air minuman.
Peranti bersaiz beg pakaian menggunakan kuasa kurang daripada pengecas telefon dan juga boleh dikuasakan oleh panel solar mudah alih kecil yang boleh dibeli dalam talian dengan harga kira-kira $50.Ia secara automatik menghasilkan air minuman yang melebihi piawaian Pertubuhan Kesihatan Sedunia.Teknologi ini dibungkus dalam peranti mesra pengguna yang berfungsi ditekan butang.
Tidak seperti pembuat air mudah alih lain yang memerlukan air melalui penapis, peranti ini menggunakan elektrik untuk mengeluarkan zarah daripada air minuman.Penggantian penapis tidak diperlukan, sangat mengurangkan keperluan untuk penyelenggaraan jangka panjang.
Ini boleh membolehkan unit itu dikerahkan ke kawasan terpencil dan sangat terhad sumber, seperti komuniti di pulau-pulau kecil atau di atas kapal kargo luar pesisir.Ia juga boleh digunakan untuk membantu pelarian yang melarikan diri dari bencana alam atau askar yang terlibat dalam operasi ketenteraan jangka panjang.
“Ini benar-benar kemuncak perjalanan 10 tahun untuk saya dan pasukan saya.Selama bertahun-tahun kami telah mengusahakan fizik di sebalik pelbagai proses penyahgaraman, tetapi meletakkan semua kemajuan ini dalam kotak, membina sistem dan melakukannya di lautan.Ia merupakan pengalaman yang sangat menggembirakan dan memberi ganjaran kepada saya,” kata pengarang kanan Jongyoon Han, seorang profesor kejuruteraan elektrik, sains komputer, dan kejuruteraan bio dan ahli Makmal Penyelidikan Elektronik (RLE).
Khan disertai oleh pengarang pertama Jungyo Yoon, Fellow RLE, Hyukjin J. Kwon, bekas felo pasca doktoral, Sungku Kang, felo pasca doktoral di Northeastern University, dan US Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) Eric Braque.Kajian itu diterbitkan dalam talian dalam jurnal Sains & Teknologi Alam Sekitar.
Yoon menjelaskan bahawa loji penyahgaraman mudah alih komersial biasanya memerlukan pam tekanan tinggi untuk memacu air melalui penapis, yang sukar untuk dikecilkan tanpa menjejaskan kecekapan tenaga unit.
Sebaliknya, peranti mereka adalah berdasarkan teknik yang dipanggil polarisasi kepekatan ion (ICP), yang dipelopori oleh kumpulan Khan lebih 10 tahun lalu.Daripada menapis air, proses ICP menggunakan medan elektrik pada membran yang terletak di atas dan di bawah laluan air.Apabila zarah bercas positif atau negatif, termasuk molekul garam, bakteria dan virus, melalui membran, mereka ditolak daripadanya.Zarah bercas diarahkan ke aliran air kedua, yang akhirnya dikeluarkan.
Proses ini mengeluarkan pepejal terlarut dan terampai, membolehkan air bersih melalui saluran.Kerana ia hanya memerlukan pam tekanan rendah, ICP menggunakan kurang tenaga berbanding teknologi lain.
Tetapi ICP tidak selalu mengeluarkan semua garam yang terapung di tengah saluran.Jadi para penyelidik melaksanakan proses kedua yang dipanggil elektrodialisis untuk mengeluarkan ion garam yang tinggal.
Yun dan Kang menggunakan pembelajaran mesin untuk mencari gabungan sempurna modul ICP dan elektrodialisis.Persediaan optimum terdiri daripada proses ICP dua peringkat di mana air melalui enam modul pada peringkat pertama, kemudian melalui tiga modul pada peringkat kedua, diikuti dengan proses elektrodialisis.Ini meminimumkan penggunaan tenaga semasa membuat proses pembersihan diri.
"Walaupun benar bahawa sesetengah zarah bercas boleh ditangkap oleh membran pertukaran ion, jika ia terperangkap, kita boleh dengan mudah mengeluarkan zarah bercas dengan hanya menukar kekutuban medan elektrik," jelas Yun.
Mereka mengecil dan menyimpan modul ICP dan elektrodialisis untuk meningkatkan kecekapan tenaga mereka dan membolehkan mereka dimuatkan ke dalam unit mudah alih.Penyelidik telah membangunkan peranti untuk bukan pakar untuk memulakan proses penyahgaraman automatik dan pembersihan dengan hanya satubutang.Sebaik sahaja kemasinan dan kiraan zarah jatuh di bawah ambang tertentu, peranti memberitahu pengguna bahawa air sedia untuk diminum.
Para penyelidik juga mencipta aplikasi telefon pintar yang mengawal peranti secara wayarles dan melaporkan data masa nyata mengenai penggunaan tenaga dan kemasinan air.
Selepas eksperimen makmal dengan air yang berbeza-beza darjah kemasinan dan kekeruhan (kekeruhan), peranti itu diuji di lapangan di Pantai Carson di Boston.
Yoon dan Kwon meletakkan kotak di tebing dan menjatuhkan penyuap ke dalam air.Selepas kira-kira setengah jam, peranti itu mengisi cawan plastik dengan air minuman bersih.
“Ia sangat mengujakan dan mengejutkan kerana ia berjaya walaupun pada pelancaran pertama.Tetapi saya fikir sebab utama kejayaan kami adalah pengumpulan semua penambahbaikan kecil ini yang kami lakukan sepanjang perjalanan, "kata Khan.
Air yang terhasil melebihi piawaian kualiti Pertubuhan Kesihatan Sedunia, dan pemasangan mengurangkan jumlah pepejal terampai sekurang-kurangnya 10 kali ganda.Prototaip mereka menghasilkan air minuman pada kadar 0.3 liter sejam dan menggunakan hanya 20 watt-jam seliter.
Menurut Khan, salah satu cabaran terbesar dalam membangunkan sistem mudah alih adalah untuk mencipta peranti intuitif yang boleh digunakan oleh sesiapa sahaja.
Yoon berharap untuk mengkomersialkan teknologi melalui permulaan yang dia merancang untuk melancarkan untuk menjadikan peranti itu lebih mesra pengguna dan meningkatkan kecekapan tenaga dan prestasinya.
Di makmal, Khan mahu menerapkan pelajaran yang telah dipelajarinya sejak sedekad lalu kepada isu kualiti air melangkaui penyahgaraman, seperti pengesanan pantas bahan cemar dalam air minuman.
“Ia sememangnya satu projek yang menarik dan saya berbangga dengan kemajuan yang telah kami capai setakat ini, tetapi masih banyak kerja yang perlu dilakukan,” katanya.
Sebagai contoh, walaupun "pembangunan sistem mudah alih menggunakan proses elektromembran adalah jalan yang asli dan menarik untuk penyahgaraman air berskala kecil di luar grid", kesan pencemaran, terutamanya jika air mempunyai kekeruhan yang tinggi, boleh meningkatkan keperluan penyelenggaraan dan kos tenaga dengan ketara. , kata Nidal Hilal, jurutera Prof. dan pengarah Pusat Penyelidikan Air Abu Dhabi di Universiti New York, yang tidak terlibat dalam kajian itu.
"Satu lagi had ialah penggunaan bahan mahal," tambahnya."Adalah menarik untuk melihat sistem serupa menggunakan bahan yang murah."
Kajian itu dibiayai sebahagiannya oleh Pusat Askar DEVCOM, Makmal Sistem Air dan Makanan Abdul Latif Jameel (J-WAFS), Program Fellowship Postdoctoral Universiti Timur Laut dalam Kecerdasan Buatan Eksperimen, dan Institut Kecerdasan Buatan Ru.
Penyelidik di Makmal Penyelidikan Elektronik MIT telah membangunkan pembuat air mudah alih yang boleh mengubah air laut menjadi air minuman yang selamat, menurut Fortune's Ian Mount.Mount menulis bahawa saintis penyelidikan Jongyun Khan dan pelajar siswazah Bruce Crawford mengasaskan Nona Technologies untuk mengkomersialkan produk tersebut.
Penyelidik di Institut Teknologi Massachusetts "telah membangunkan peranti penyahgaraman terapung bebas yang terdiri daripada pelbagai lapisan penyejat yang memulihkan haba daripada pemeluwapan wap air, meningkatkan kecekapan keseluruhannya," Neil Nell Lewis dari CNN melaporkan."Para penyelidik mencadangkan bahawa ia boleh dikonfigurasikan sebagai panel terapung di laut, menyalurkan air tawar ke pantai, atau ia boleh direka untuk melayani satu isi rumah menggunakannya dalam tangki air laut, " tulis Lewis.
Penyelidik MIT telah membangunkan peranti penyahgaraman mudah alih bersaiz beg pakaian yang boleh menukar air masin menjadi air minuman ditekan butang, lapor Elisaveta M. Brandon dari Syarikat Fast.Peranti itu boleh menjadi "alat penting untuk orang di pulau terpencil, kapal kargo luar pesisir, dan juga kem pelarian berhampiran dengan air," tulis Brandon.
Wartawan papan induk Audrey Carlton menulis bahawa penyelidik MIT telah membangunkan "peranti penyahgaraman mudah alih tanpa penapis yang menggunakan medan elektrik janaan suria untuk memesongkan zarah bercas seperti garam, bakteria dan virus."Kekurangan adalah masalah yang semakin meningkat untuk semua orang disebabkan oleh peningkatan paras laut.Kami tidak mahu masa depan yang suram, tetapi kami mahu membantu orang ramai bersedia menghadapinya.”
Peranti penyahgaraman berkuasa solar mudah alih baharu yang dibangunkan oleh penyelidik MIT boleh menghasilkan air minuman disentuhan butang, menurut Tony Ho Tran dari The Daily Beast."Peranti tidak bergantung pada mana-mana penapis seperti pembuat air konvensional," tulis Tran."Sebaliknya, ia mengelekatkan air untuk mengeluarkan mineral, seperti zarah garam, dari air."