Μέθοδος πιο φιλική προς το περιβάλλον - Ασφαλέστερη και χωρίς χημικά λύση για την αφαλάτωση - Η Liquid Burgers ενισχύει την απόδοση TDD/TDS χρησιμοποιώντας έλεγχο ροής, κατανομή θερμότητας, ρύθμιση ανάκτησης και θερμομόνωση
Οι ερευνητές του Εθνικού Πανεπιστημίου της Αυστραλίας (ANU) ανέπτυξαν μια απλή, οικονομικά αποδοτική τεχνική που θα μπορούσε να μεταμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο εξάγονται πολύτιμοι πόροι όπως το λίθιο από τα κοιτάσματα άλμης.
Η νέα έρευνα της ομάδας διαπίστωσε ότι η χρήση άνισης θερμότητας και η αργή αλλαγή των επιπέδων αλατιού στο σύστημα θα μπορούσε να αυξήσει την ποσότητα του συλλεγόμενου υγρού σχεδόν 40 φορές.
Επιπλέον, η προσθήκη μερικής θερμομόνωσης στο σύστημα το έκανε πολύ πιο ενεργειακά αποδοτικό.
Αυτή η εργασία βασίζεται στην πρώτη παγκοσμίως μέθοδο θερμικής αφαλάτωσης, που εισήγαγε το ANU το 2024, όπου το νερό παραμένει υγρό σε όλη την έκταση.
Σχετικές λεπτομέρειες της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Water.
Μέθοδος πιο φιλική προς το περιβάλλον
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η μέθοδος παρουσιάζει μια πιο φιλική προς το περιβάλλον προσέγγιση στην εξόρυξη άλμης (βασική διαδικασία στην παγκόσμια παραγωγή λιθίου).
«Η θερμοδιαχυτική μας μέθοδος έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την αφαλάτωση νερού, μειώνοντας παράλληλα το ενεργειακό κόστος και τα προβλήματα διάβρωσης», δήλωσε ο Juan Felipe Torres (Αναπληρωτής Καθηγητής και Κύριος Ερευνητής).
Τον Ιανουάριο του 2025, μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και στο Πανεπιστήμιο Ράις ανέπτυξαν ηλεκτρόδια από ύφασμα άνθρακα που απομακρύνουν αποτελεσματικά το βόριο από το θαλασσινό νερό, προσφέροντας μια ασφαλέστερη και χωρίς χημικά λύση για την αφαλάτωση.
Καινοτομία της θερμοδιαχυτικής αφαλάτωσης
Η αφαλάτωση είναι μια κρίσιμη λύση για την έλλειψη γλυκού νερού στον κόσμο, αλλά έχει μειονεκτήματα όπως η υψηλή κατανάλωση ενέργειας, οι αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις και τα ακριβά υλικά.
Οι συμβατικές τεχνικές μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες.
Η μία είναι συστήματα που βασίζονται σε μεμβράνη όπως η αντίστροφη όσμωση (RO). Αυτά είναι πιο αποτελεσματικά, αλλά χρειάζονται δαπανηρή συντήρηση και πολλή ηλεκτρική ενέργεια.
Η άλλη είναι ενεργοβόρες διαδικασίες θερμότητας.
Για να λύσουν αυτά τα προβλήματα, οι ερευνητές του ANU δημιούργησαν τη θερμοδιαχυτική αφαλάτωση (TDD).
Πρόκειται για μέθοδο επαναστατική, πλήρως υγρή και χωρίς μεμβράνη που τροφοδοτείται από ήπια θερμότητα.
Η TDD είναι πιο εύκολη στην κλιμάκωση, αποτρέπει την αλλαγή φάσης και μειώνει τη διάβρωση από τις παραδοσιακές τεχνικές.
Η νέα μελέτη καταδεικνύει τις δυνατότητες μιας υγρής καταρράκτη Burgers (LBC) για την ενίσχυση της TDD και της θερμοδιαχυτικής αλάτωσης (TDS) τόσο για την αφαλάτωση όσο και για τη συγκέντρωση άλμης.
Σημαντικές βελτιώσεις στην απόδοση επιτεύχθηκαν με την ενσωμάτωση στον σχεδιασμό βασικών στοιχείων, όπως ο μερικός διαχωρισμός με βάση τη ροή, τα αγώγιμα όρια σχήματος U για βέλτιστη κατανομή θερμοκρασίας, οι στοχευμένοι ρυθμοί ανάκτησης και η θερμομόνωση.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η μέθοδος έχει δυνατότητες για την επεξεργασία άλμης υψηλής αλατότητας η οποία παρατηρείται συχνά στην αφαλάτωση και στον τομέα πετρελαίου και φυσικού αερίου, χωρίς την ανάγκη μεμβρανών ή επικίνδυνων χημικών ουσιών.
Αφαλάτωση υψηλής απόδοσης
Σε αυτήν την έρευνα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν πραγματικό θαλασσινό νερό από την αυστραλιανή ακτή για να δοκιμάσουν το LBC.
Ανακάλυψαν ότι βελτίωσε σημαντικά την ανάκτηση νερού και μείωσε με επιτυχία τα επίπεδα αλατιού σε σύγκριση με προηγούμενες διατάξεις ενός καναλιού.
Τα ευρήματα επιβεβαίωσαν την αξιοπιστία του συστήματος η οποία ταίριαζε πολύ με τις προσομοιώσεις υπολογιστών.
Πειραματίστηκαν με πολλές τεχνικές για να βελτιώσουν την απόδοση, συμπεριλαμβανομένης της μόνωσης των εξαρτημάτων του συστήματος, της τροποποίησης της κατανομής θερμοκρασίας, της ρύθμισης των συνθηκών ροής και της επιλογής του ιδανικού ρυθμού ανάκτησης.
Σε σύγκριση με τον βασικό σχεδιασμό, αυτές οι τροποποιήσεις οδήγησαν σε περίπου 40πλάσια βελτίωση στην παραγωγή νερού και την ενεργειακή απόδοση.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η LBC προσφέρει μια κλιμακούμενη, ενεργειακά αποδοτική οδό προς μηδενική εκκένωση υγρού (ZLD), με περαιτέρω βελτιώσεις που αναμένονται υπό συνθήκες υψηλής πίεσης.
www.worldenergynews.gr
