Phương pháp mới sản xuất nước sạch tiết kiệm năng lượng

Dân trí Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra các thiết kế mới khử mặn bằng công nghệ thẩm thấu ngược (RO), có hiệu suất năng lượng cao hơn nhiều so với các kỹ thuật tiên tiến.

Thay vì duy trì hoạt động ổn định của dòng chảy theo tiêu chuẩn, hai cấu hình được đề xuất thay đổi độ mặn của nước theo thời gian và đặc biệt khử mặn theo “mẻ”. Phương pháp xử lý theo mẻ có thể giảm mạnh tiêu thụ năng lượng cho các hệ thống khử mặn trong tương lai.

Phương pháp mới sản xuất nước sạch tiết kiệm năng lượng - 1

David Warsinger, đồng tác giả nghiên cứu giải thích: "Trong các hệ thống RO truyền thống, toàn bộ hệ thống được duy trì áp lực ổn định ở mức cao để đạt hiệu suất thu hồi nước như mong đợi”. Đặc biệt, nước mặn (dung dịch nguyên liệu) được bơm qua một lớp màng để nước chảy qua nhưng giữ lại muối và các tạp chất. Khi nước thẩm thấu qua màng, dung dịch muối trở nên đậm đặc hơn. Do đó, cần có áp lực bổ sung để đẩy nước khỏi dung dịch muối đậm đặc.

"Thiết kế nửa mẻ thương mại gọi là thẩm thấu ngược mạch kín hoặc CCRO, tái chế chất cô đặc thành dung dịch nguyên liệu. Do đó, dung dịch trở nên cô đặc theo thời gian và áp suất trong hệ thống có thể tăng lên từng bước khi cần", Warsinger cho biết thêm.

Thiết kế một mẻ đầy đủ như đề xuất của nhóm nghiên cứu, có thể làm tăng hiệu suất thậm chí cao hơn so với việc sử dụng bình cung cấp kín để giảm sự hòa trộn giữa chất cô đặc tái chế và nguyên liệu. Nghiên cứu sinh Emily Tow, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Sự hòa trộn này tạo ra entropy, kẻ thù của hiệu suất. Các mô hình của chúng tôi cho thấy việc giảm hòa trộn trong công nghệ RO khử mặn theo mẻ đã cải thiện 20% hiệu suất năng lượng trên CCRO. So với các hệ thống RO thông dụng, cấu hình theo mẻ tiết kiệm 64% năng lượng".

Bí quyết ở đây là thời gian. Cấu hình đề xuất có thể tăng áp lực theo thời gian để theo dõi chính xác áp lực thẩm thấu của mẻ nước mặn cô đặc. Để bảo toàn năng lượng, cấu hình mới sử dụng một phần của môđun RO làm bình chứa, trong khi cấu hình còn lại sử dụng bộ trao đổi áp lực để cho phép áp suất khí quyển lưu trữ nước mặn.

Warsinger cho biết: "Hệ thống theo mẻ hoạt động với lượng dung dịch muối ổn định trong một bình tuần hoàn và đẩy dung dịch nhiều lần qua màng RO để thu gom nước sạch. Với mỗi lần di chuyển qua màng, nồng độ của dung dịch còn lại làm tăng áp lực của hệ thống để đạt áp lực thẩm thấu. Sự gia tăng dần dần loại bỏ năng lượng dư thừa cần để duy trì hoạt động liên tục của toàn bộ hệ thống ở áp lực cao".

Nhóm nghiên cứu đã xin cấp sáng chế cho các hệ thống xử lý theo mẻ và dự báo những ứng dụng tiềm năng cho ngành công nghiệp trong tương lai gần. Thiết kế hiệu quả hơn với chi phí bảo dưỡng thấp rất có ích cho các hệ thống quy mô nhỏ trong các khu vực không kết nối với lưới điện và có thể hoạt động không cần máy phát điện di động hoặc điện mặt trời.

N.P.D-NASATI (Theo techxplore)

MỚI NHẤT
Cua dừa là loài có sức kẹp mạnh nhất trên thế giới
Cua dừa là loài có sức kẹp mạnh nhất trên thế giới

(Dân trí) - Một nghiên cứu mới phát hiện rằng, loài cua dừa vụng về lại chính là loài có sức kẹp mạnh hơn bất cứ động vật nào khác.

Thứ tư, 30/11/2016 - 10:38

Công cụ mới sử dụng ánh sáng cực tím để kiểm soát tình trạng viêm
Công cụ mới sử dụng ánh sáng cực tím để kiểm soát tình trạng viêm

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Cornell đã phát triển được một công cụ hóa học để kiểm soát tình trạng viêm được kích hoạt bởi ánh sáng cực tím (UV).

Thứ tư, 30/11/2016 - 07:12

Kỳ diệu xương máy giúp người bị liệt cử động, đi lại
Kỳ diệu xương máy giúp người bị liệt cử động, đi lại

Có thể nói xương máy giống như một bộ đồ tới từ tương lai. Nó được thiết kế để giảm áp lực tạo ra lên vai, đôi chân và đôi tay người, thông qua việc gánh vác một phần hoặc toàn bộ công việc mà cơ bắp của người đeo xương máy phải thực hiện.

Thứ tư, 30/11/2016 - 06:48

Protein và muối gây ra hiện tượng buồn ngủ sau khi ăn
Protein và muối gây ra hiện tượng buồn ngủ sau khi ăn

(Dân trí) - Buồn ngủ sau khi ăn no là điều mà chúng ta đều trải qua. Một nghiên cứu mới với ruồi giấm cho thấy, hàm lượng cao protein và muối trong thức ăn, cũng như khối lượng thức ăn tiêu thụ, có thể dẫn đến những giấc ngủ dài hơn.

Thứ tư, 30/11/2016 - 06:18

Chùm ảnh đẹp về tình mẫu tử trong thế giới động vật
Chùm ảnh đẹp về tình mẫu tử trong thế giới động vật

(Dân trí) - Tình mẫu tử luôn là điều thiêng liêng nhất dù đối với con người hay bất kỳ loài động vật nào. Tình yêu của một người mẹ dành cho con luôn được xem là thứ tình cảm tinh khiết nhất, và tình yêu này luôn đẹp dù đó là con người hay bất kỳ một loài động vật nào khác...

Thứ tư, 30/11/2016 - 06:08

Dùng kem cho bữa sáng khiến bạn thông minh hơn?
Dùng kem cho bữa sáng khiến bạn thông minh hơn?

(Dân trí) - Một nhà khoa học Nhật Bản đã phát hiện những người ăn kem ngay sau khi thức dậy có thể trở nên thông minh hơn. Theo nghiên cứu này, kem giúp thúc đẩy thời gian phản ứng (thời gian cần để đưa ra trả lời, đối với một việc làm nào đó) và làm giảm kích ứng tinh thần.

Thứ ba, 29/11/2016 - 04:46

Khoảnh khắc ngựa vằn lọt vào ổ "mai phục" của đàn sư tử và cái kết bất ngờ
Khoảnh khắc ngựa vằn lọt vào ổ "mai phục" của đàn sư tử và cái kết bất ngờ

(Dân trí) - Một con ngựa vằn vô tư lội qua một dòng suối cạn mà không hay biết bên kia bờ cả một đàn sư tử đang chờ đợi. Những con sư tử này đã tận dụng các bụi cỏ, vùng đất lõm để “mai phục” khiến ngựa vằn không thể phát hiện. Ai cũng nghĩ đến cảnh ngựa vằn sẽ trở thành mồi ngon cho sư tử nhưng bất ngờ đã xảy ra…

Thứ ba, 29/11/2016 - 01:59

Phát hiện cơ chế sống sót của các tế bào ung thư
Phát hiện cơ chế sống sót của các tế bào ung thư

(Dân trí) - Một nhóm nghiên cứu quốc tế do các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu Crick ở London và Đại học Hebrew ở Jerusalem dẫn đầu, đã tiết lộ cơ chế sống sót của các tế bào ung thư, cho phép bệnh tái phái ngay cả sau khi bệnh nhân đã được điều trị tích cực.

Thứ ba, 29/11/2016 - 01:58

Nói với con trẻ như thế nào về việc ly hôn?
Nói với con trẻ như thế nào về việc ly hôn?

(Dân trí) - Ly hôn thường gây căng thằng cho cả cha mẹ và con trẻ. Mới đây, một báo cáo mới đã đưa ra lời khuyên các bậc phụ huynh nên tìm đến bác sĩ nhi khoa, các phương pháp trị liệu và những biện pháp khác trong cộng đồng để giúp trẻ em thoát khỏi quá trình chuyển đổi khó khăn này.

Thứ ba, 29/11/2016 - 01:51

Bắt đầu thử nghiệm loại vắc-xin có thể đẩy lùi HIV
Bắt đầu thử nghiệm loại vắc-xin có thể đẩy lùi HIV

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu đang hết sức phấn khích vì cuộc thử nghiệm thuốc lịch sử có thể tạo ra loại thuốc ngăn ngừa HIV

Thứ ba, 29/11/2016 - 10:57

Xi măng thu khí nhà kính
Xi măng thu khí nhà kính

(Dân trí) - Sản xuất xi măng được cho là gây ra 5% tổng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu. Nhưng, theo một nghiên cứu mới, vật liệu tạo nên nền văn minh hiện đại đã hút một phần khí thải cacbon điôxít (CO2), làm giảm gần ¼ lượng khí thải đã giải phóng trong quá trình sản xuất xi măng.

Thứ ba, 29/11/2016 - 06:50

Đột phá trong việc tạo ra thận sinh học nhân tạo
Đột phá trong việc tạo ra thận sinh học nhân tạo

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu Hà Lan đã tiến một bước quan trọng để cho ra đời thận sinh học nhân tạo. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã tạo ra "màng sống", yếu tố quan trọng cho cơ quan tổng hợp này, bao gồm một lớp tế bào thận khép kín trên bề mặt màng nhân tạo, có thể vận chuyển các phân tử từ mặt bên này sang mặt bên kia.

Thứ ba, 29/11/2016 - 06:42

ĐÁNG QUAN TÂM
Nam sinh lớp 12 sáng chế máy chống buồn ngủ
Nam sinh lớp 12 sáng chế máy chống buồn ngủ

(Dân trí) - Cậu học trò cấp 3 của trường THPT Nguyễn Xuân Nguyên (Thanh Hóa) cùng sáng chế máy chống buồn ngủ với mong muốn góp phần giảm thiểu được các vụ tai nạn đã đoạt giải Nhì Quốc gia cuộc thi Sáng tạo KHKT dành cho học sinh THPT.

Thứ hai, 28/11/2016 - 12:20

Phát hiện 1.445 vi rút, trong đó có nhiều họ mới
Phát hiện 1.445 vi rút, trong đó có nhiều họ mới

(Dân trí) - Một nghiên cứu mang tính đột phá mới đây đã được công bố trên Tạp chí Nature đã phát hiện ra trong môi trường mà loài sinh vật thuộc loại có số lượng nhiều nhất trong tất cả các thực thể sinh học không có xương sống như côn trùng, nhện và sâu sinh sống, có tới 1.445 vi rút.

Thứ hai, 28/11/2016 - 12:15

Sét đánh trúng vào máy bay thì có nguy hiểm?
Sét đánh trúng vào máy bay thì có nguy hiểm?

(Dân trí) - Mặc dù thực sự đáng sợ khi nghĩ rằng chuyến bay của bạn có thể sẽ bị sét đánh, tuy nhiên trên thực tế, đó lại là điều khá phổ biến. Mỗi năm, một chiếc máy bay sẽ bị sét đánh khoảng 1 lần. Khi đó, đèn chiếu sáng có thể sẽ nhấp nháy, nhưng nhờ vào thiết kế thông minh của máy bay nên mối nguy hiểm rất thấp.

Thứ hai, 28/11/2016 - 11:36

Năm người Việt vào top 1% các nhà khoa học ảnh hưởng nhất thế giới
Năm người Việt vào top 1% các nhà khoa học ảnh hưởng nhất thế giới

Theo công bố của Thomson Reuters, năm nay có năm người Việt lọt vào tốp các nhà khoa học có ảnh hưởng nhất thế giới, trong đó GS.TS Nguyễn Sơn Bình và PGS.TS Nguyễn Xuân Hùng lần thứ ba liên tiếp có mặt.

Thứ hai, 28/11/2016 - 10:10

Xét nghiệm nước tiểu để dự đoán nguy cơ ung thư cổ tử cung
Xét nghiệm nước tiểu để dự đoán nguy cơ ung thư cổ tử cung

(Dân trí) - Các chuyên gia tại Trường Đại học Y Johns Hopkins đã phát triển một xét nghiệm nước tiểu để dự đoán nguy cơ ung thư cổ tử cung với độ chính xác cao hơn so với xét nghiệm khác dựa vào các dấu hiệu di truyền được lấy từ mô cổ tử cung.

Thứ hai, 28/11/2016 - 07:42

Đá núi lửa có thể bẫy carbon dioxide vĩnh viễn chỉ trong hai năm
Đá núi lửa có thể bẫy carbon dioxide vĩnh viễn chỉ trong hai năm

(Dân trí) - Theo một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Hoa Kỳ, carbon dioxide (CO2) được thu lại và bơm vào đá núi lửa, sẽ biến đổi thành đá rắn chỉ trong vòng 2 năm. Cụ thể, CO2 được chuyển đổi thành khoáng cacbonat ổn định mà không phát thải vào khí quyển.

Thứ hai, 28/11/2016 - 07:30

Thuốc nhuộm phát sáng có thể cung cấp năng lượng cho xe hơi
Thuốc nhuộm phát sáng có thể cung cấp năng lượng cho xe hơi

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Buffalo, Hoa Kỳ đã tạo ra một loại thuốc nhuộm phát quang trong bóng tối, sẽ là vật liệu lý tưởng để tích trữ năng lượng trong pin sạc dựa vào chất lỏng nhằm cung cấp năng lượng cho xe hơi và nhà ở trong tương lai. Thuốc nhuộm có tên là BODIPY hay bo-dipyrromethene phát sáng rực rỡ trong bóng tối.

Thứ hai, 28/11/2016 - 06:56

Cận cảnh cá sấu khủng bất lực trong việc "hạ gục" linh dương đầu bò
Cận cảnh cá sấu khủng bất lực trong việc "hạ gục" linh dương đầu bò

(Dân trí) - Cá sấu luôn thể hiện sức mạnh của mình khi tấn công và lôi con mồi xuống nước nhấn chìm nhưng không phải lúc nào nó cũng thành công. Một đoạn clip ghi cảnh cá sâu đã ngoạm được linh dương đầu bò ở giữa dòng sông nhưng bất thành trong việc nhấn chìm con mồi.

Chủ nhật, 27/11/2016 - 12:17

Khám phá bức tượng “nhà tư tưởng” 4.000 năm tuổi đáng kinh ngạc ở Israel
Khám phá bức tượng “nhà tư tưởng” 4.000 năm tuổi đáng kinh ngạc ở Israel

(Dân trí) - Một cái bình nhỏ đáng chú ý thuộc thời đại đồ đồng mới đây đã được phát hiện ở thành phố Yehud của Israel, theo một thông cáo báo chí của Cơ quan cổ vật Israel (Israel Antiquities Authority- IAA).

Chủ nhật, 27/11/2016 - 08:50

Xem thai nhi phát triển bằng cách sử dụng hình ảnh 3D thực tế ảo
Xem thai nhi phát triển bằng cách sử dụng hình ảnh 3D thực tế ảo

(Dân trí) - Một nghiên cứu mới của nhóm các nhà khoa học đến từ Brazil cho biết những cha mẹ tương lai có thể sẽ sớm xem thai nhi phát triển bằng cách sử dụng hình ảnh 3D thực tế mới.

Chủ nhật, 27/11/2016 - 08:47

Ứng dụng trên iPad được chứng minh là có hiệu quả giáo dục
Ứng dụng trên iPad được chứng minh là có hiệu quả giáo dục

(Dân trí) - Một nghiên cứu mới của nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học British Columbia (UBC) cho thấy việc sử dụng ipad có thể được tận dụng và khai thác trở thành một tác động giáo dục tốt cho trẻ em.

Chủ nhật, 27/11/2016 - 08:41

Tại sao vẫn chưa có thuốc tránh thai dành cho nam giới?
Tại sao vẫn chưa có thuốc tránh thai dành cho nam giới?

Trong hàng chục năm qua, phụ nữ có vô vàn phương pháp để tránh thai như thuốc tránh thai, miếng dán tránh thai, màng tránh thai, tiêm thuốc tránh thai. Tuy nhiên, nam giới chỉ có hai lựa chọn là dùng bao cao su và phẫu thuật thắt ống dẫn tinh.

Chủ nhật, 27/11/2016 - 07:24