پیشرفت پوردو می تواند صنعت نمک زدایی را متحول کند

آب تمام حیات را حفظ می کند و به عنوان مهد تمدن عمل می کند. با این حال با افزایش جمعیت جهانی، صنعتی شدن شتاب می یابد و تغییرات آب و هوایی تشدید می شود،کمبود آب به عنوان یکی از پرخطرترین چالش های قرن ۲۱ به وجود آمده استاز آفریقا که دچار خشکسالی شده تا مناطق مشرق میانه که دچار استرس آب هستند و کشورهای توسعه یافته که به طور فزاینده آسیب پذیر هستند، کمبود آب شیرین ثبات و توسعه جهانی را تهدید می کند.

تکنولوژی آسموز معکوس (RO) ، مسئول بیش از نیمی از تولید آب شیرین در مناطق خشک مانند خاورمیانه،آب دریا را تحت فشار شدید تحت فشار 70 برابر فشار اتمسفر از غشای نیمه نفوذی عبور می دهد تا آب خالص استخراج شود.در حالی که موثر است، حفظ این فشارها نیاز به مصرف انرژی عظیم از طریق پمپ ها و تجهیزات دارد، که به طور قابل توجهی به هزینه های عملیاتی و انتشار کربن کمک می کند.

دیوید وارسینگر، معاون پروفسور مهندسی مکانیک دانشگاه پردو، توضیح می دهد: "طاقت تقریباً یک سوم هزینه های چرخه زندگی یک کارخانه شورش را تشکیل می دهد."حتی پیشرفت های کوچک در بهره وری چند درصد می تواند صدها میلیون دلار صرفه جویی کند و در عین حال انتشار دی اکسید کربن را کاهش دهد. "

به عنوان یک رهبر جهانی در تحقیقات STEM، دانشگاه پردو یک تیم استثنایی را برای مقابله با چالش های کمبود آب گردآوری کرده است. آزمایشگاه پروفسور وارسینگر پیشگام پیشرفت های انقلابی RO بوده است،توسعه مفاهیم که به طور چشمگیری بهبود بهره وری انرژی.

در طول تحصیلات دکترا در MIT، وارسینگر "اسموز معکوس دسته" را تصور کرد که آب را به جای جریان های مداوم در دسته های جداگانه پردازش می کند." وارسينگر توصيف ميکنهما به تدریج فشار را افزایش می دهیم در حالی که حجم را کاهش می دهیم، در نهایت آب شیرین معادل را با انرژی کمتر تولید می کنیم.

سیستم های دسته سنتی در طول چرخه متناوب کارایی خود را از دست می دهند. این پیشرفت از طریق طراحی اتاق پیستون که زمان توقف را از بین می برد، رخ داد. "به جای خالی کردن کامل پیستون،ما از آب دريا استفاده مي کنيم تا چرخه ي بعدي رو اجرا کنيم"وارسینگر توضیح می دهد. "این رویکرد عمل دوگانه عملیاتی تقریباً پیوسته را حفظ می کند".

تحقیقات منتشر شده درشور زدایینشان می دهد که این سیستم به بهره وری انرژی بی سابقه ای دست می یابد و به طور بالقوه معیارهای جدید صنعت را تعیین می کند.

پژوهشگر فارغ التحصیل ساندرا کوردوبا، نویسنده اصلی این مطالعه، مدل های هیدرولیکی را برای بهینه سازی عملکرد توسعه داد.زمان و انرژی"کوردوبا اشاره می کند. مدل های ما پروفایل های فشار ایده آل را برای حداقل مصرف انرژی شناسایی می کنند".

اندازه اتاق پیستون با نیازهای کاربردها سازگار است، از واحدهای خانگی قابل حمل گرفته تا نصب در مقیاس صنعتی."اما این سادگی باعث می شود که کارایی تبدیل کننده. "

کاندیدای دکترا ابیامینو داس یک نوع به نام بازگردانده شدن بازگردانده شده را توسعه داد، که غلظت های خاص آب را در سراسر سطوح غشا گردش می کند.این نوآوری به ویژه برای کاربردهای با نمک زیاد مانند تصفیه فاضلاب صنعتی موثر است.

تحقیقات دانشجوی تحصیلات تکمیلی مایکل روگنبرگ نشان می دهد که چگونه دسته ای از RO همراه با انرژی های تجدید پذیر می تواند آب شیرین را در امتداد مرز ۱۹۵۴ مایل ایالات متحده و مکزیک فراهم کند.سیستم های خورشیدی یا بادی راه حل های بدون سوخت های فسیلی را برای مناطق دچار استرس آب ارائه می دهند.

"امنیت آب یک چالش جهانی تعریف شده است،" وارسینگر فکر می کند. "اگر بتوانیم هزینه ها را کمی کاهش دهیم، شورش برای جوامع بیشتری قابل اجرا می شود.

دفتر تجاری سازی فناوری بنیاد تحقیقات پردو برای این نوآوری ها ثبت اختراع کرده است، که کاربرد های دنیای واقعی را برای مقابله با کمبود آب تسهیل می کند.

با حمایت از کمک های مالی کمیسیون فولبرایت، آزمایشگاه ملی انرژی های تجدید پذیر و دانشگاه پردو،تیم وارسینگر به پیشرفت راه حل هایی ادامه می دهد که ممکن است یک روز اقیانوس های ما را به منابع آب شیرین قابل اعتماد تبدیل کندکار آنها نشان می دهد که چگونه نوآوری های تکنولوژیکی، هنگامی که همراه با شیوه های پایدار، می تواند به چالش های فوری منابع بشریت پاسخ دهد.