تکنولوژی جدید ممبران برای تقویت سیستم تصفیه آب 

دانشمندان کالج امپریال لندن نوع جدیدی از ممبران ها را تولید کرده اند که باعث بهبود سیستم های تصفیه آب و ذخیره انرژی می شوند. ممبران های تبادل یونی با شیوه جدید طراحی، که امروزه با Nature Materials ارائه می شوند، از پلاستیک ارزان قیمت با منافذ ریز تولید شده اند. تولید این ممبران ها، باعث بهبود فناوری که گران تر و استفاده از آنها دشوار است می شود. ممبران های تبادل یونی فعلی، که به Nafion معروف هستند برای تصفیه آب، ذخیره انرژی تجدید پذیر در سلول های سوختی و ساخت باتری ها به کار می روند. با این حال این نوع ممبران بسیار گران هستند و با توجه به این موضوع کاربرد بالایی ندارند.

فیلترهای ممبران معمول که از جنس پلیمر و کم هزینه هستند، به صورت گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می شوند. این ممبران ها دارای بهترین عملکرد برای تصفیه و نمک زدایی آب می باشند، با این حال این ممبران ها معمولا توانایی مطلوبی برای انتقال یون ندارند. این موضوع باعث شده تا بسیاری از افراد و کارشناسان به دنبال تولید ممبران هایی باشند، که در انتقال یون تاثیر گذار باشند و در کنار این قیمت مناسبی هم داشته باشند. 

تولید ممبران های تبادل یونی با تکنولوژی جدید 

دکتر Qilei Song، رهبر پروژه طراحی ممبران های جدید عنوان کرده که استفاده از فناوری جدید برای تولید ممبران های تبادل یون باعث کاهش هزینه های مصرف برق و تصفیه آب می شود. دکتر Song عنوان می کند که:

«طراحی جدید ما، از نسل جدید ممبران های تبادل یونی برای استفاده در صنایع مختلف استقبال می کند. این موضوع به بهبود زندگی و افزایش ذخیره انرژی تجدید پذیر کمک می کند.»

در این پروژه ممبران های پلیمری به ممبران های جدید توسعه پیدا می کنند و ممبران هایی را که دارای بهترین عملکرد و اثر بخشی هستند تولید می کنند. طراحی و تولید این ممبران ها می تواند باعث ذخیره انرژی تجدید پذیر شود و در کنار این دسترسی به آب آشامیدنی را در کشورهای در حال توسعه افزایش می دهد. 

این پلیمرها به صورت سخت و به هم پیچیده ساخته شده اند، که حاوی منافذ ریز هستند. منافذ ریز در ساختار این پلیمرها باعث می شود که مولکول ها به صورت انتخابی و بر اساس اندازه فیزیکی در فیلتر حرکت کنند. 

کاربرد ممبران های غشای تبادل برای تصفیه آب 

برای این که ممبران های پلیمری دارای تخلخل (PIM)، سازگاری بهتری با آب داشته باشند، گروه عاملی جذب کننده آب معرف به Troger و Amidoxime را با آن ترکیب کردند، تا به یون های نمک اجازه عبور داده شود و در عین حال یون های بزرگ مولکول های آلی را حفظ کنند. این ممبران ها با داشتن بهترین عملکرد برای فیلتراسیون آب و حذف یون های نمک و مولکول های آلی بهترین انتخاب برای تصفیه آب شهری هستند. 

تولید کننده ممبران های PIM عنوان می کند که این ممبران ها را می توان در سیستم های نانوفیلتراسیون و در مقیاس های بزرگ تری برای تامین آب آشامیدنی شهری در کشورهای در حال توسعه استفاده کرد. این تکنیک می تواند نیاز به لیتیوم استخراج شده گران قیمت را که منبع اصلی باتری های لیتیوم یونی است کاهش می دهد. شاید برای شما جالب باشد که چطور می توان نیاز به لیتیوم را برای ساخت باتری را کاهش داد؟ به این صورت که تولید کننده ها می توانند لیتیوم پایدار را از آب دریا یا مخزن های آب نمک به جای استخراج از زیر زمین به دست بیاورند که این موضوع باعث کاهش هزینه ها هم به میزان قابل توجهی می شود. استفاده از این روش می تواند باعث کاهش آسیب به محیط زیست هم شود. 

استفاده از ممبران های تبادل یونی برای تولید باتری های لیتیومی 

محققان با استفاده از تولید ممبران های PIM نوعی غشای ارزان را تولید کرده اند که تنها اجازه عبور یون های خاصی را می دهند. این موضوع باعث شده تا استفاده از غشاهای تبادل یونی برای ساخت باتری های لیتیومی کاربرد بالایی داشته باشد. از ممبران های تبادل یونی می توان برای جداسازی لیتیوم از آب دریا استفاده کرد، که در نهایت برای ساخت باتری های لیتیومی به کار می رود. 

تولید فیلترهای ممبران تبادل یونی و استفاده از آنها برای ساخت باتری ها باعث کاهش قیمت آن به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. 

در کنار استفاده از غشای تبادل یونی برای جداسازی لیتیوم، از آنها می توان در ساختار خود باتری هم استفاده کرد. از آن جایی که غشاهای تبادل یونی پلیمری هزینه بسیار کمی دارند، استفاده از آنها باعث کاهش قیمت تمام شده باتری می شود. ممبران های PIM نسل جدید با غشاهای ارزان تری تولید شده و بر اساس ساختار باعث جداسازی یون ها در کاربردهای مختلف می شوند. 

«داشتن این مزیت ها باعث شد تا محققان تصمیم به تولید و انبوه سازی ممبران های تبادل یونی با تکنولوژی جدید بگیرند. این غشاها با ورود به صنعت تصفیه آب می توانند پاسخ بسیار مناسبی برای برخی از مشکلاتی باشند که در حال حاضر در برخی سیستم ها بروز می کند.»

وب سایت آبین محصولات تصفیه آب صنعتی و فیلترهای ممبران را با تنوع بالایی ارائه کرده و فرصت دریافت مشاوره رایگان را در اختیار شما قرار داده است. در صورت تمایل برای دریافت مشاوره و اطلاع از قیمت فیلترهای ممبران از طریق مراجعه به وب سایت abin.ir با ما در ارتباط باشید.