תמונות שהורדו מאתר האינטרנט של משרד העיתונות של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס זמינות לארגונים ללא מטרות רווח, לתקשורת ולציבור תחת רישיון Creative Commons Attribution NonCommercial Non Derivatives.אינך רשאי לשנות את התמונות שסופקו אלא אם כן הן נחתכו לגודל הנכון.יש להשתמש בקרדיט בעת הפעלת תמונות;אם זה לא מופיע למטה, קשר את התמונה ל-"MIT".
חוקרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס פיתחו מכשיר התפלה נייד במשקל של פחות מ-10 ק"ג שמסיר חלקיקים ומלח כדי לייצר מי שתייה.
המכשיר בגודל המזוודה משתמש בפחות חשמל ממטען טלפון וניתן להפעילו גם על ידי פאנל סולארי נייד קטן שניתן לרכוש באינטרנט תמורת כ-50 דולר.הוא מייצר אוטומטית מי שתייה החורגים מהסטנדרטים של ארגון הבריאות העולמי.הטכנולוגיה ארוזה במכשיר ידידותי למשתמש שפועל ב-לחיצת כפתור.
בניגוד ליצרני מים ניידים אחרים הדורשים מעבר מים דרך מסנן, מכשיר זה משתמש בחשמל כדי להסיר חלקיקים ממי השתייה.לא נדרשת החלפת מסנן, מה שמפחית מאוד את הצורך בתחזוקה ארוכת טווח.
זה יכול לאפשר לפרוס את היחידה לאזורים מרוחקים ומוגבלים מאוד במשאבים, כמו קהילות באיים קטנים או על סיפונה של ספינות משא מהחוף.זה יכול לשמש גם כדי לעזור לפליטים הנמלטים מאסונות טבע או לחיילים המעורבים בפעולות צבאיות ארוכות טווח.
"זהו באמת שיאו של מסע של 10 שנים עבורי ועבור הצוות שלי.במהלך השנים עבדנו על הפיזיקה מאחורי תהליכי התפלה שונים, אבל שמים את כל ההתקדמות האלה בקופסה, בונים מערכת ועושים את זה באוקיינוס.זה היה מאוד מתגמל וחוויה מתגמלת עבורי", אמר הסופר הבכיר ג'ונגיון האן, פרופסור להנדסת חשמל, מדעי המחשב וביו-הנדסה וחבר במעבדת המחקר האלקטרוניקה (RLE).
לחאן הצטרפו הסופר הראשון Jungyo Yoon, RLE Fellow, Hyukjin J. Kwon, עמית פוסט-דוקטורט לשעבר, Sungku Kang, עמית פוסט-דוקטורט באוניברסיטת Northeastern, ומפקדת פיתוח יכולות לחימה של צבא ארה"ב (DEVCOM) אריק בראק.המחקר פורסם באינטרנט בכתב העת Environmental Science & Technology.
יון הסביר כי מתקני התפלה ניידים מסחריים דורשים בדרך כלל משאבות בלחץ גבוה כדי להזרים מים דרך מסננים, שקשה למזער מבלי לפגוע ביעילות האנרגטית של היחידה.
במקום זאת, המכשיר שלהם מבוסס על טכניקה שנקראת קיטוב ריכוזי יונים (ICP), שהקבוצה של חאן הייתה חלוצה לפני למעלה מ-10 שנים.במקום לסנן מים, תהליך ICP מחיל שדה חשמלי על ממברנה הממוקמת מעל ומתחת לנתיב המים.כאשר חלקיקים בעלי מטען חיובי או שלילי, כולל מולקולות מלח, חיידקים ווירוסים, עוברים דרך הממברנה, הם נדחים ממנה.החלקיקים הטעונים מופנים לזרם מים שני, אשר בסופו של דבר נפלט.
תהליך זה מסיר מוצקים מומסים ומרחפים, ומאפשר למים נקיים לעבור דרך התעלות.מכיוון שהוא דורש משאבת לחץ נמוך בלבד, ICP משתמש בפחות אנרגיה מטכנולוגיות אחרות.
אבל ICP לא תמיד מסיר את כל המלח שצף באמצע הערוץ.אז החוקרים יישמו תהליך שני שנקרא אלקטרודיאליזה כדי להסיר את יוני המלח הנותרים.
Yun וקאנג השתמשו בלמידת מכונה כדי למצוא את השילוב המושלם של ICP ומודולי אלקטרודיאליזה.ההתקנה האופטימלית מורכבת מתהליך ICP דו-שלבי שבו המים עוברים דרך שישה מודולים בשלב הראשון, ולאחר מכן דרך שלושה מודולים בשלב השני, ולאחר מכן תהליך אלקטרודאליזה.זה ממזער את צריכת האנרגיה תוך ביצוע תהליך ניקוי עצמי.
"אמנם זה נכון שחלקיקים טעונים יכולים להילכד על ידי קרום חילופי היונים, אבל אם הם נלכדים, נוכל להסיר בקלות את החלקיקים הטעונים פשוט על ידי שינוי הקוטביות של השדה החשמלי", הסביר יון.
הם כיווץ ואחסנו את מודולי ה-ICP והאלקטרודיאליזה כדי לשפר את יעילות האנרגיה שלהם ולאפשר להם להשתלב ביחידות ניידות.חוקרים פיתחו מכשיר עבור לא מומחים כדי להתחיל תהליך של התפלה וניקוי אוטומטיים עם אחד בלבדלַחְצָן.ברגע שהמליחות וספירת החלקיקים יורדות מתחת לסף מסוים, המכשיר מודיע למשתמשים שהמים מוכנים לשתייה.
החוקרים יצרו גם אפליקציה לסמארטפון השולטת באופן אלחוטי במכשיר ומדווחת על נתונים בזמן אמת על צריכת אנרגיה ומליחות מים.
לאחר ניסויי מעבדה במים בדרגות שונות של מליחות ועכירות (עכירות), נוסה המכשיר בשטח בחוף קרסון בבוסטון.
יון וקווון העמידו את הקופסה על הגדה והפילו את המזין למים.לאחר כחצי שעה, מילא המכשיר כוס פלסטיק במי שתייה נקיים.
"היה מאוד מרגש ומפתיע שזה הצליח כבר בהשקה הראשונה.אבל אני חושב שהסיבה העיקרית להצלחה שלנו היא הצטברות של כל השיפורים הקטנים האלה שעשינו לאורך הדרך", אמר חאן.
המים המתקבלים עולים על תקני האיכות של ארגון הבריאות העולמי, וההתקנה מפחיתה את כמות המוצקים המרחפים לפחות פי 10.אב הטיפוס שלהם מייצר מי שתייה בקצב של 0.3 ליטר לשעה וצורך רק 20 וואט-שעה לליטר.
לדברי חאן, אחד האתגרים הגדולים ביותר בפיתוח מערכת ניידת הוא ליצור מכשיר אינטואיטיבי שכל אחד יכול להשתמש בו.
Yoon מקווה למסחר את הטכנולוגיה באמצעות סטארט-אפ שהוא מתכנן להשיק כדי להפוך את המכשיר לידידותי יותר למשתמש ולשפר את יעילות האנרגיה והביצועים שלו.
במעבדה חאן רוצה ליישם את הלקחים שלמד בעשור האחרון בנושאי איכות מים מעבר להתפלה, כמו זיהוי מהיר של מזהמים במי השתייה.
"זה בהחלט פרויקט מרגש ואני גאה בהתקדמות שעשינו עד כה, אבל יש עוד הרבה עבודה לעשות", אמר.
לדוגמה, בעוד ש"פיתוח מערכות ניידות באמצעות תהליכים אלקטרוממברניים הוא שדרה מקורית ומעניינת להתפלת מים בקנה מידה קטן מחוץ לרשת", השפעות הזיהום, במיוחד אם למים יש עכירות גבוהה, עשויות להגדיל משמעותית את דרישות התחזוקה ואת עלויות האנרגיה. , מציין נידאל הילאל, פרופ' מהנדס ומנהל המרכז לחקר המים באבו דאבי באוניברסיטת ניו יורק, שלא היה מעורב במחקר.
"מגבלה נוספת היא השימוש בחומרים יקרים", הוסיף."יהיה מעניין לראות מערכות דומות המשתמשות בחומרים זולים."
המחקר מומן בחלקו על ידי מרכז החייל DEVCOM, מעבדת מערכות המים והמזון של עבדול לטיף ג'מייל (J-WAFS), תוכנית המלגות לפוסט-דוקטורט של אוניברסיטת Northeastern בבינה מלאכותית ניסויית, ומכון Ru לאינטליגנציה מלאכותית.
חוקרים במעבדת המחקר האלקטרוניקה של MIT פיתחו מייצר מים נייד שיכול להפוך מי ים למי שתייה בטוחים, לפי איאן מאונט של Fortune.מאונט כותב כי מדען המחקר ג'ונגיון חאן והסטודנט לתואר שני ברוס קרופורד הקימו את נונה טכנולוגיות כדי למסחר את המוצר.
חוקרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס "פיתחו מכשיר התפלה צף חופשי המורכב משכבות מרובות של מאיידים המחזירים חום מהעיבוי של אדי מים, ומגדילים את היעילות הכוללת שלו", מדווח ניל נל לואיס מ-CNN."החוקרים מציעים שזה יכול להיות מוגדר כפאנל צף בים, להעביר מים מתוקים לחוף, או שהוא יכול להיות מתוכנן לשרת משק בית בודד המשתמש בו במיכל מי ים", כתב לואיס.
חוקרי MIT פיתחו מכשיר התפלה נייד בגודל מזוודה שיכול להפוך מים מלוחים למי שתייהלחיצת כפתור, מדווח Elisaveta M. Brandon מחברת Fast.המכשיר יכול להיות "כלי חיוני לאנשים באיים מרוחקים, ספינות משא מהחוף ואפילו מחנות פליטים קרובים למים", כתב ברנדון.
כתבת לוח האם, אודרי קרלטון, כותבת כי חוקרי MIT פיתחו "מכשיר התפלה נייד ללא מסננים, המשתמש בשדות חשמליים הנוצרים בשמש כדי להסיט חלקיקים טעונים כמו מלח, חיידקים ווירוסים".מחסור הוא בעיה הולכת וגוברת עבור כולם עקב עליית מפלס הים.אנחנו לא רוצים עתיד קודר, אבל אנחנו רוצים לעזור לאנשים להיות מוכנים לזה”.
מכשיר התפלה נייד חדש המופעל על ידי שמש שפותח על ידי חוקרי MIT יכול לייצר מי שתייה במקוםלחיצת כפתור, לפי טוני הו טראן מהדיילי ביסט."המכשיר אינו תלוי במסננים כלשהם כמו יצרני מים רגילים", כתב טראן."במקום זאת, הוא מחשמל את המים כדי להסיר מינרלים, כמו חלקיקי מלח, מהמים."