Ang epekto ng Marangoni ay maaaring magamit upang makakuha ng sariwang tubig mula sa karagatan

Isang pag-aaral na isinagawa sa Politecnico di Torino sa pakikipagtulungan sa Massachusetts Institute of Technology (MAY), na inilathala sa journal Energy at Environmental Science, ay isang solar desalination plant na may kakayahang kusang alisin ang naipon na asin. Sa hinaharap, ang pagtuklas na ito ay maaaring humantong sa pagbuo ng napapanatiling mga desalination system na may matatag na kahusayan sa paglipas ng panahon.

Ang Achilles takong ng teknolohiya ng pagdidisenyo ng tubig ay ang pagkikristal ng mga maliit na butil ng asin sa iba’t ibang mga bahagi ng aparato. Ang kababalaghang kababalaghan na ito ay nagdudulot ng pagbawas sa pagganap sa paglipas ng panahon, sa gayong paraan nililimitahan ang buhay ng mga aparatong ito. Ang paglutas ng problemang ito ay mahalaga upang matiyak ang isang matatag na paggawa ng sariwang tubig sa paglipas ng panahon. Kamakailan lamang, ang mga makabagong materyales na nanosuctured na may mga anti-clogging na katangian ay iminungkahi na may potensyal na bawasan ang akumulasyon ng asin. Gayunpaman, ang mataas na gastos ng mga materyales na ito ay nagpapahirap sa paggawa ng mga komersyal na prototype sa isang malaking sukat.

Simula sa problemang ito, isang pangkat ng mga inhinyero mula sa departamento ng enerhiya ng Politecnico di Torino (SMaLL), sa pakikipagtulungan sa Massachusetts Institute of Technology (MIT), ay masusing pinag-aralan ang mga mekanismo para sa pagdadala ng mga saltik ng asin sa mga desalination plant. Nagsimula ang pag-aaral matapos maghanap ng pagkakaiba sa pagitan ng mga pang-eksperimentong obserbasyon at mga klasikal na teoretikal na modelo ng transportasyon ng asin. Sa partikular, ang mga inhinyero ng Politecnico di Torino, matapos ang higit sa dalawang taon ng pagsasaliksik sa bilang at laboratoryo na pinondohan ng Compagnia di San Paolo (proyekto ng MITOR) at ng CleanWaterCenter (CWC), ay ipinakita na ang malaking pagkakaiba-iba sa transportasyon ng asin ay sanhi ng tinaguriang Marangoni effect. Batay sa pagtuklas na ito, ang mga siyentista mula sa Politecnico di Torino (Matteo Morciano, Matteo Fasano, Eliodoro Chiavazzo at Pietro Asinari, na humawak din sa posisyon bilang Scientific Director ng National Institute of Metrology Research – INRiM) at MIT (Svetlana V. Boriskina) ay lumikha ng isang prototype na may kakayahang alisin ang tubig sa dagat tubig at kusang alisin ang naipon na asin sa panahon ng operasyon.

Ang epekto ng Marangoni ay isang likas na kababalaghan din na maaaring sundin sa pang-araw-araw na buhay: “Sa may tubig na solusyon, ang mga likidong molekula ay nakikipag-ugnay sa bawat isa sa pamamagitan ng mga intermolecular bond, na bumubuo ng mga puwersang tinatawag na ‘cohesive pwersa.’ Dalawang solusyon na may magkakaibang konsentrasyon ay magkakaroon ng magkakaibang pwersa ng cohesive. Ang pagkakaroon ng pagbabagong ito sa konsentrasyon, at sa gayon ang magkakaugnay na pwersa, ay nagdudulot ng likido na maubos mula sa mga mababang lugar ng konsentrasyon, na humahantong sa proseso ng muling paghahalo. Ang epektong ito ay responsable para sa “luha” ng alak, na sinusunod sa mga dingding ng baso kapag inalog. Ang Marangoni effect, dahil sa pagbabago ng konsentrasyon sa likido, samakatuwid ay maaaring idisenyo at magamit upang madagdagan ang muling paghahalo ng mga solusyon sa iba’t ibang konsentrasyon. Sa aming desalination plant (kung saan ang mga ginagamot na solusyon ay nakabatay sa tubig dagat sa iba’t ibang mga konsentrasyon), ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ginagawang posible upang maiwasan ang akumulasyon ng asin sa mga evaporator, upang matiyak ang isang pare-pareho at pangmatagalang produktibo ng dalisay na tubig at upang maprotektahan ang mga lumalalang sangkap. Samakatuwid, ang aming diskarte ay upang mag-disenyo ng isang aparato na may kakayahang samantalahin ang epektong ito at gawin ang susunod na hakbang patungo sa hinaharap na mga aplikasyon ng komersyo ng aparato, “paliwanag ni Matteo Morciano, mananaliksik sa departamento ng enerhiya ng Politecnico di Torino at ang unang may-akda ng pananaliksik.

Sa kasalukuyang bersyon, at dahil sa lugar ng pagsipsip ng enerhiya ng solar na halos isang square meter, ang planta ng pagkalaglag ay maaaring magbigay ng higit sa 15 litro ng tubig bawat araw. Bilang karagdagan, salamat sa epekto ng Marangoni, ang proseso ng pagtanggal ng asin ay hanggang sa isang daang beses na mas mabilis kaysa sa mga hula batay sa kusang pagsasabog, na pinapaboran ang mabilis na paggaling ng mga sangkap ng sangkap.

Ang mga resulta ng pananaliksik na ito ay nai-publish sa isang prestihiyosong journal Enerhiya at agham sa kapaligiran, ay maaaring magkaroon ng mahahalagang implikasyon kapag nagdidisenyo ng isang bagong henerasyon ng mga materyales at kagamitan sa pagdidisenyo, na pinapayagan silang kusang “malinis sa sarili” na naipon na asin at ginagarantiyahan ang matatag at pangmatagalang pagganap. Ang karagdagang pananaliksik ay kasalukuyang isinasagawa sa CleanWaterCenter sa Politecnico di Torino upang gawing mas makabago at maraming nalalaman ang prototype.

Sanggunian: “Mataas na pagiging produktibo, tinanggihan ng asin ang distilasyon ng solar na distiller ayon sa epekto ng Marangoni”, ni Matteo Morciano, Matteo Fasano, Svetlana V. Boriskina, Eliodoro Chiavazzo at Pietro Asinari, 14 Setyembre 2020, Enerhiya at agham sa kapaligiran.
DOI: 10.1039 / D0EE01440K

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.