تصاویر دانلود شده از وب‌سایت دفتر مطبوعاتی مؤسسه فناوری ماساچوست برای سازمان‌های غیرانتفاعی، رسانه‌ها و عموم مردم تحت مجوز Creative Commons Attribution NonCommercial بدون مشتقات در دسترس هستند.شما نمی توانید تصاویر ارائه شده را تغییر دهید مگر اینکه به اندازه صحیح برش داده شده باشند.هنگام پخش تصاویر باید از اعتبار استفاده شود.اگر در لیست زیر نیست، تصویر را به "MIT" پیوند دهید.
محققان موسسه فناوری ماساچوست یک دستگاه آب شیرین کن قابل حمل با وزن کمتر از 10 کیلوگرم ساخته اند که ذرات و نمک را برای تولید آب آشامیدنی حذف می کند.
این دستگاه به اندازه یک چمدان انرژی کمتری نسبت به شارژر تلفن مصرف می کند و همچنین می تواند توسط یک پنل خورشیدی کوچک قابل حمل که می توان آن را به صورت آنلاین با قیمت حدود 50 دلار خریداری کرد، تغذیه کرد.به طور خودکار آب آشامیدنی تولید می کند که فراتر از استانداردهای سازمان بهداشت جهانی است.این فناوری در یک دستگاه کاربر پسند بسته بندی شده است که در آن کار می کندفشار دادن یک دکمه.
برخلاف دیگر سازندگان آب قابل حمل که نیاز به عبور آب از فیلتر دارند، این دستگاه از برق برای حذف ذرات آب آشامیدنی استفاده می کند.نیازی به تعویض فیلتر نیست و نیاز به نگهداری طولانی مدت را تا حد زیادی کاهش می دهد.
این می تواند به این واحد اجازه دهد تا در مناطق دورافتاده و دارای منابع بسیار محدود، مانند جوامع در جزایر کوچک یا کشتی های باری فراساحلی مستقر شود.همچنین می‌توان از آن برای کمک به پناهندگانی که از بلایای طبیعی فرار می‌کنند یا سربازانی که در عملیات‌های بلندمدت نظامی درگیر هستند استفاده کرد.
این واقعاً اوج یک سفر 10 ساله برای من و تیمم است.در طول سال‌ها، ما روی فیزیک در پس فرآیندهای مختلف نمک‌زدایی کار می‌کنیم، اما همه این پیشرفت‌ها را در یک جعبه قرار می‌دهیم، یک سیستم می‌سازیم و آن را در اقیانوس انجام می‌دهیم.جونگیون هان، نویسنده ارشد، استاد مهندسی برق، علوم کامپیوتر، و مهندسی زیستی و یکی از اعضای آزمایشگاه تحقیقات الکترونیک (RLE) می‌گوید: «این برای من بسیار ارزشمند و تجربه‌ای ارزشمند بوده است.
اولین نویسنده، جونگیو یون، RLE Fellow، Hyukjin J. Kwon، همکار سابق فوق دکترا، Sungku Kang، عضو فوق دکتری در دانشگاه نورث ایسترن، و فرماندهی توسعه قابلیت های رزمی ارتش ایالات متحده (DEVCOM) Eric Braque به خان پیوستند.این مطالعه به صورت آنلاین در مجله Environmental Science & Technology منتشر شد.
یون توضیح داد که کارخانه‌های نمک‌زدایی قابل حمل تجاری معمولاً به پمپ‌های فشار بالا برای عبور آب از فیلترها نیاز دارند که کوچک‌سازی آنها بدون به خطر انداختن بازده انرژی دستگاه دشوار است.
در عوض، دستگاه آنها بر اساس تکنیکی به نام پلاریزاسیون غلظت یون (ICP) است که گروه خان بیش از 10 سال پیش پیشگام آن بود.به جای فیلتر کردن آب، فرآیند ICP یک میدان الکتریکی را به غشایی که در بالا و زیر آبراه قرار دارد اعمال می کند.هنگامی که ذرات باردار مثبت یا منفی، از جمله مولکول های نمک، باکتری ها و ویروس ها از غشاء عبور می کنند، از آن دفع می شوند.ذرات باردار به جریان دوم آب هدایت می شوند که در نهایت به بیرون پرتاب می شود.
این فرآیند مواد جامد محلول و معلق را حذف می کند و اجازه می دهد آب تمیز از کانال ها عبور کند.از آنجایی که فقط به پمپ فشار پایین نیاز دارد، ICP انرژی کمتری نسبت به سایر فناوری ها مصرف می کند.
اما ICP همیشه تمام نمک های شناور در وسط کانال را حذف نمی کند.بنابراین محققان فرآیند دومی به نام الکترودیالیز را برای حذف یون‌های نمک باقی‌مانده اجرا کردند.
یون و کانگ از یادگیری ماشینی برای یافتن ترکیبی عالی از ICP و ماژول های الکترودیالیز استفاده کردند.راه اندازی بهینه شامل یک فرآیند ICP دو مرحله ای است که در آن آب از شش ماژول در مرحله اول، سپس از سه ماژول در مرحله دوم و به دنبال آن یک فرآیند الکترودیالیز عبور می کند.این امر مصرف انرژی را به حداقل می رساند و در عین حال فرآیند را به خود تمیز می کند.
یون توضیح داد: «در حالی که درست است که برخی از ذرات باردار می توانند توسط غشای تبادل یونی جذب شوند، اگر به دام بیفتند، می توانیم به راحتی ذرات باردار را با تغییر قطبیت میدان الکتریکی حذف کنیم.
آنها ماژول‌های ICP و الکترودیالیز را کوچک کردند و ذخیره کردند تا بازده انرژی خود را بهبود بخشند و به آنها اجازه دهند در واحدهای قابل حمل جا شوند.محققان دستگاهی را برای افراد غیرمتخصص ساخته اند تا فرآیند نمک زدایی و تمیز کردن خودکار را تنها با یک دستگاه شروع کنند.دکمه.هنگامی که شوری و شمارش ذرات به زیر آستانه های مشخصی می رسد، دستگاه به کاربران اطلاع می دهد که آب آماده نوشیدن است.
محققان همچنین یک اپلیکیشن گوشی هوشمند ایجاد کردند که به صورت بی سیم دستگاه را کنترل می کند و داده های زمان واقعی مصرف انرژی و شوری آب را گزارش می دهد.
پس از آزمایشات آزمایشگاهی با آب با درجات مختلف شوری و کدورت (کدورت)، دستگاه در میدان کارسون بوستون آزمایش شد.
یون و کوون جعبه را روی ساحل گذاشتند و فیدر را در آب انداختند.پس از حدود نیم ساعت، دستگاه یک فنجان پلاستیکی را با آب آشامیدنی تمیز پر کرد.
این بسیار هیجان انگیز و شگفت انگیز بود که حتی در اولین پرتاب موفق بود.اما من فکر می‌کنم دلیل اصلی موفقیت ما انباشته شدن همه این پیشرفت‌های کوچکی است که در طول مسیر انجام دادیم.
آب حاصل از استانداردهای کیفی سازمان جهانی بهداشت فراتر می رود و نصب، میزان مواد جامد معلق را حداقل 10 برابر کاهش می دهد.نمونه اولیه آنها آب آشامیدنی را با سرعت 0.3 لیتر در ساعت تولید می کند و تنها 20 وات ساعت در لیتر مصرف می کند.
به گفته خان، یکی از بزرگترین چالش ها در توسعه یک سیستم قابل حمل، ایجاد یک دستگاه بصری است که هر کسی بتواند از آن استفاده کند.
یون امیدوار است از طریق استارتاپی که قصد راه اندازی آن را دارد، این فناوری را تجاری کند تا دستگاه را کاربرپسندتر کند و کارایی و کارایی انرژی آن را بهبود بخشد.
در آزمایشگاه، خان می‌خواهد درس‌هایی را که در دهه گذشته آموخته است، در مسائل کیفیت آب فراتر از نمک‌زدایی، مانند تشخیص سریع آلاینده‌ها در آب آشامیدنی، به کار گیرد.
او گفت: "این قطعا یک پروژه هیجان انگیز است و من به پیشرفتی که تاکنون داشته ایم افتخار می کنم، اما هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد."
به عنوان مثال، در حالی که «توسعه سیستم‌های قابل حمل با استفاده از فرآیندهای الکتروممبران یک راه اصلی و جالب برای نمک‌زدایی آب در مقیاس کوچک خارج از شبکه است»، اثرات آلودگی، به‌ویژه اگر آب کدورت بالایی داشته باشد، می‌تواند به طور قابل‌توجهی نیاز به تعمیر و نگهداری و هزینه‌های انرژی را افزایش دهد. نیدال هلال، پروفسور مهندس و مدیر مرکز تحقیقات آب ابوظبی در دانشگاه نیویورک، که در این مطالعه شرکت نداشت، اشاره می کند.
وی افزود: محدودیت دیگر استفاده از مواد گران قیمت است.دیدن سیستم های مشابه با استفاده از مواد ارزان قیمت جالب خواهد بود.
این مطالعه تا حدی توسط مرکز سرباز DEVCOM، آزمایشگاه سیستم‌های آب و غذا عبداللطیف جمیل (J-WAFS)، برنامه بورسیه تحصیلی پسادکتری دانشگاه شمال شرقی در هوش مصنوعی تجربی، و موسسه هوش مصنوعی Ru تامین شد.
به گفته ایان مانت از Fortune، محققان آزمایشگاه تحقیقات الکترونیک MIT یک آب ساز قابل حمل ساخته اند که می تواند آب دریا را به آب آشامیدنی سالم تبدیل کند.Mount می نویسد که دانشمند محقق جونگیون خان و دانشجوی فارغ التحصیل بروس کرافورد Nona Technologies را برای تجاری سازی محصول تاسیس کردند.
نیل نل لوئیس از سی‌ان‌ان گزارش می‌دهد که محققان موسسه فناوری ماساچوست «یک دستگاه نمک‌زدایی شناور آزاد متشکل از چندین لایه اواپراتور ساخته‌اند که گرما را از تراکم بخار آب بازیابی می‌کند و کارایی کلی آن را افزایش می‌دهد».لوئیس می‌نویسد: «محققان پیشنهاد می‌کنند که می‌توان آن را به‌عنوان یک پانل شناور در دریا، لوله‌کشی آب شیرین به ساحل، یا برای خدمت به یک خانوار با استفاده از آن در مخزن آب دریا، پیکربندی کرد.
محققان MIT یک دستگاه آب شیرین کن قابل حمل به اندازه چمدان ساخته اند که می تواند آب نمک را به آب آشامیدنی تبدیل کند.فشار دادن یک دکمهElisaveta M. Brandon از شرکت Fast گزارش می دهد.براندون نوشت: این دستگاه می‌تواند «ابزاری ضروری برای مردم در جزایر دورافتاده، کشتی‌های باری فراساحلی و حتی اردوگاه‌های پناهندگان نزدیک به آب باشد».
آدری کارلتون، خبرنگار مادربرد می نویسد که محققان MIT "یک دستگاه آب شیرین کن بدون فیلتر و قابل حمل ساخته اند که از میدان های الکتریکی تولید شده توسط خورشید برای منحرف کردن ذرات باردار مانند نمک، باکتری ها و ویروس ها استفاده می کند."کمبود به دلیل بالا آمدن سطح دریاها برای همه مشکل رو به رشدی است.ما آینده تیره ای نمی خواهیم، اما می خواهیم به مردم کمک کنیم تا برای آن آماده شوند.»
یک دستگاه جدید نمک‌زدایی با انرژی خورشیدی که توسط محققان MIT ساخته شده است، می‌تواند آب آشامیدنی تولید کندلمس یک دکمهبه گفته تونی هو ترن از Daily Beast.تران نوشت: «دستگاه به هیچ فیلتری مانند آب سازهای معمولی وابسته نیست.در عوض، آب را با برق گرفتگی می کند تا مواد معدنی مانند ذرات نمک را از آب حذف کند.