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Canaux effilés pour un meilleur dessalement

Un nouveau design pour le dessalement de l'eau de mer utilise des canaux effilés pour stimuler l'efficacité, réduire la consommation d'énergie et défier les méthodes actuelles.Cela pourrait-il changer la technologie de l'eau?

Les ingénieurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont développé une méthode pour aborder les «zones mortes» dans le flux de fluide couramment rencontré dans les électrodes des batteries utilisées pour le dessalement de l'eau de mer.Cette approche innovante utilise une conception de canal d'écoulement effilée inspirée de la physique dans les électrodes, permettant aux fluides de se déplacer plus rapidement et plus efficacement.

Cette technique pourrait utiliser moins d'énergie que les méthodes d'osmose inverse actuellement dominantes.

Alors que la technologie de dessalement offre une solution à la pénurie d'eau, son adoption généralisée a été entravée par des défis techniques.La technique prédominante, l'osmose inverse, consiste à forcer l'eau à travers une membrane pour éliminer le sel, qui est à la fois coûteux et exigeant en énergie.

En revanche, la méthode basée sur la batterie utilise l'électricité pour extraire les ions de sel chargés de l'eau.Cependant, cette approche consomme également de l'énergie pour propulser l'eau à travers des électrodes avec de petits pores de forme irrégulière.

Le groupe de recherche de l'Illinois a passé des années à développer une technique de dessalement basée sur la batterie, incorporant une modélisation et des expériences approfondies.Leurs efforts ont récemment conduit à une étude révolutionnaire qui a introduit des électrodes avec de minuscules microcanaux connus sous le nom de champs d'écoulement interdigités (IDFF).

Leurs dernières recherches font progresser ce concept en utilisant des canaux effilés au sein des électrodes plutôt que des électrodes.Cette modification a amélioré l'écoulement des fluides - ou la perméabilité - par deux à trois fois par rapport aux canaux consécutifs.Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Electrochimica Acta.

Au cours de leurs expériences, les chercheurs ont rencontré des défis manufacturiers, notamment le long processus requis pour mourir les canaux dans les électrodes, un obstacle important pour augmenter la production.Malgré cela, Smith a exprimé sa confiance que cet obstacle peut être surmonté.

La théorie et les principes de conception de la conception des canaux s'appliquent à divers dispositifs électrochimiques qui utilisent des fluides qui coulent.Au-delà de leur rôle dans le dessalement électrochimique, ils peuvent être utilisés dans les dispositifs de stockage d'énergie, de conversion et de durabilité environnementale, y compris les piles à combustible, les cellules d'électrolyse, les batteries d'écoulement, les systèmes de capture de carbone et les systèmes de récupération de lithium.