Создан ионный насос для опреснения воды без использования фильтров и химикатов

Исследователи из немецкого Центра имени Гельмгольца, Калифорнийского университета в Ирвайне, Тель-Авивского университета, Массачусетского университета в Бостоне и Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли разработали мембранный ионный насос, способный снижать концентрацию соли в воде на 50 процентов без использования механических насосов, фильтров высокого давления и химических реагентов.

Устройство состоит из пористой мембраны с нанесенными с обеих сторон ультратонкими металлическими слоями. При подаче низкого электрического напряжения в импульсном режиме металлические поверхности проходят циклы зарядки и разрядки. Возникающий при этом небольшой дисбаланс формирует направленный поток ионов через мембрану. Принцип действия основан на так называемом храповом механизме в нанопористых структурах — физическом эффекте, который впервые был применен для транспортировки ионов в жидкости.

Лабораторные испытания подтвердили работоспособность компактной опреснительной системы на основе этой мембраны. Помимо опреснения, технология позволяет разделять ионы с одинаковым электрическим зарядом, используя различия в их поведении в электрическом поле. Это открывает перспективы для извлечения лития из морской воды, удаления тяжёлых металлов из питьевой воды и переработки аккумуляторных батарей.

Исследование проведено при финансовой поддержке Национального научного фонда США, Министерства энергетики США и Европейского исследовательского совета. По данным Global Water Intelligence, около 2,2 миллиарда человек в мире не имеют доступа к безопасной питьевой воде.