دانشگاه ام‌آی‌تی: معرفی آب شیرین‌کن با کیفیت فراتر از استانداردهای سازمان بهداشت جهانی/ همه چیز با یک دکمه انجام می شود! (+فیلم و عکس)

فناوری بدون فیلتر

دستگاه های آب شیرین‌کن قابل حمل تجاری موجود به طور معمول نیازمند پمپ های فشار قوی برای عبور آب از فیلترها هستند که کوچک کردن اندازه آنها بدون تحت تاثیر قرار گرفتن مصرف بهینه انرژی را بسیار دشوار می کند.

دستگاه دانشگاه ام‌آی‌تی بر تکنیکی به نام "پلاریزاسیون غلظت یون" (ion concentration polarization) یا به اختصار آی‌سی‌پی متکی است. به جای فیلتر کردن آب، فرآیند آی‌سی‌پی یک میدان الکتریکی را به غشاهایی که در بالا و زیر یک کانال آب قرار گرفته اند، اعمال می کند. غشاها ذرات باردار مثبت یا منفی – از جمله مولکول های نمک، باکتری ها و ویروس ها – را هنگام عبور دفع می کنند. ذرات باردار به جریان دوم آب هدایت می شوند که در نهایت دفع می شود.

این فرآیند هم مواد جامد معلق و هم محلول را حذف می کند و به آب تمیز اجازه می دهد از کانال عبور کند. از آنجایی که فقط به یک پمپ کم فشار نیاز دارد، آی‌سی‌پی انرژی کمتری نسبت به تکنیک های دیگر مصرف می کند.

اما آی‌سی‌پی هموار تمام نمک های شناور در میانه کانال را حذف نمی کند. از این رو، پژوهشگران فرآیند دومی به نام "الکترودیالیز" را برای حذف یون های نمک باقی مانده بکار گرفتند.

پژوهشگران دانشگاه ام‌آی‌تی از یادگیری ماشینی برای یافتن ترکیب ایده‌آل ماژول های آی‌سی‌پی و الکترودیالیز استفاده کردند. آنها ماژول های آی‌سی‌پی و الکترودیالیز را کوچک کرده و روی هم چیده تا بازده انرژی را بهبود ببخشند و همچنین امکان قرارگیری در یک دستگاه قابل حمل فراهم شود. این دستگاه برای استفاده توسط افراد غیرمتخصص طراحی شده و فرآیند نمک‌زدایی و تصفیه اتوماتیک فقط با فشار یک دکمه آغاز می شود. زمانی که سطح شوری و تعداد ذرات به آستانه های مشخص کاهش یابد، دستگاه به کاربر اطلاع می دهد که آب قابل نوشیدن است.

پژوهشگران دانشگاه ام‌آی‌تی یک اپلیکیشن گوشی هوشمند را نیز توسعه داده که امکان کنترل دستگاه از راه دور و ارائه گزارش داده های زمان واقعی مصرف نیرو و شوری آب را فراهم می کند.