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碳纤维助力西班牙海水淡化工程

作者:小智 时间:2020-11-24 13:05:00 浏览:189
摘要:在西班牙科斯塔布兰卡的港口城市丹尼亚不远处,工程师们目前正在建设第一家基于微生物辅助淡化技术的饮用水处理厂,该项目的目标是证明细菌和碳纤维可以比传统的海水淡化厂使...

在西班牙科斯塔布兰卡的港口城市丹尼亚不远处,工程师们目前正在建设第一家基于微生物辅助淡化技术的饮用水处理厂,这是“低能耗饮用水微生物淡化”项目(MIDES)的一部分。作为 2020计划的一部分,该计划得到了欧盟的支持。该项目的目标是证明细菌和碳纤维可以比传统的海水淡化厂使用更少的能量来帮助处理海水。
 
碳纤维助力西班牙海水淡化工程
 
作为能量导体,碳纤维是饮用水处理创新工艺的一部分。
 
到目前为止,一般都使用称为反渗透的方法来淡化海水。巨大的压力迫使盐水通过两个水箱之间的膜。该膜可防止水中的咸味成分通过,这意味着收集在另一侧水箱中的水是纯净的。缺点:压力需要能量。目前,淡化一千公升海水大约需要三度电。
 
但是使用碳纤维的新型脱盐电池,可以在这一过程中提前第一步。从技术上讲,新工艺使用电渗析原理。两个不同极化的电极从海水中提取大部分钠离子和氯离子。这些离子通过两个膜迁移到两个单独的腔室中,无法返回原始腔室。大部分无盐的水保留在中间腔室中,然后通过反渗透将其脱盐,所需的能量要少得多。
 
但是,这些电极也需要外部电源。至少过去是这样。现在,细菌正在产生新的海水淡化池中所需的能量。听起来像科幻小说实际上有效。当细菌以废水为食时,它们会发电。但是细菌不喜欢金属制成的电极。这就是为什么我们在新的脱盐池中使用碳电极。极细的碳纤维为细菌提供了支撑结构,它们产生的电通过碳纤维传导。
 
碳纤维海水淡化比常规反渗透更便宜,更节能
 
这项创新彻底改变了海水淡化技术:废水产生的能量可以使非常低的成本从海水中生产饮用水成为可能,这是一个引人入胜的解决方案,可以缓解全球范围内有关饮用水的迫在眉睫的冲突,而且,在此过程中可以帮助较贫穷的国家。然而,在此过程中,此方法的许多方面仍需要进一步的研究。例如,尚不清楚哪种细菌最适合哪种类型的废水。
 
碳纤维具有巨大的潜力-甚至超越了饮用水处理
 
虽然即使第一家带有碳纤维淡化电池的工业工厂投入运营需要数年时间,但它们仍然向我们证明了更为根本的东西:纤维的巨大潜力。碳纤维的潜力还远远没有耗尽。基础研究一次又一次地带来了惊人的机遇。

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