담수화를위한 그래 핀

소개

현재 전 세계 12 억 명의 사람들이 물 부족과 건강, 음식 및 에너지에 대한 부작용으로 고통 받고 있습니다. 한편으로, 인구 증가, 산업화 증가 및 에너지 요구가 높아지고, 다른 한편으로는 눈 녹은 손실, 빙하의 수축 등이 다가오는 몇 년 동안이 상황을 악화시킵니다. 월드 워터 카운슬 (World Water Council)에서 추정 한 바와 같이, 영향을받는 사람들의 수는 앞으로 수십 년 동안 39 억으로 증가 할 것입니다.

물 부족을 완화하기위한 가장 유망한 접근법 중 하나 인 담수화는 수 문학적주기에서 이용 가능한 것 이상의 물 공급을 증가시킬 수 있습니다. 해수 담수화는 실제로 천연 담수 생태계에 해를 끼치 지 않는 고품질 물의 무한하고 꾸준한 공급을 제공합니다.

해수는 방대한 물 공급 (지구상의 모든 물의 97.5%)으로 구성됩니다. 따라서 지난 10 년간 해수 담수화 시설 설치의 성장으로 인해 물가 나라의 물 부족 문제를 우회하는 것이 빠르게 발전했습니다. 2016 년, 담수화에 의한 전 세계 수자원 생산은 연간 380 억 입방 미터, 즉 2008 년보다 2 배 높은 것으로 추정되었습니다.

지금까지 해수 담수화는 주로 다단계 플래시 증류 및 역삼 투 (RO)를 통해 수행되었습니다. 주로 건조한 페르시아만 국가에서, 담수화 식물은 난방을 기준으로 수행 한 다음 해수를 응축시킵니다. 이러한 종류의 담수화 공장은 많은 양의 열 및 전기 에너지를 소비하여 온실 가스를 광범위하게 방출합니다. 이 비 경제적 및 비 친환경 버전의 담수화 공장 외에도 지난 20 년 동안 건설 된 주요 유형의 담수화 공장과 미래 계획된 것들은 RO 기술을 기반으로합니다.

그래 핀 필터 : 최대 50 % 적은 에너지

2003 년에 처음 분리 된 그래 핀은 흑연과 다른 전기, 광학 및 기계적 특성을 갖습니다. Grossman은 [강철보다 강하고 독특한 체적 특성을 가지고 있습니다. 그는 지난 50 년 동안 사용되었다고 그는 말했다.

[우리는 천공 된 그래 핀 필터가 담수화 플랜트의 수압을 처리하면서 수백 배 더 나은 투과성을 제공 할 수 있음을 보여주었습니다. "라고 Grossman은 설명합니다. 우리는 해수에 15 % 적은 에너지를 사용할 수 있고, 뇌한 물에는 최대 50 % 적은 에너지를 사용할 수 있습니다. "

또 다른 장점은 그래 핀 필터가 폴리 아미드 필터에서 발생하는 거의 비율로 바이오 성장으로 오염되지 않는다는 것입니다. 담수화 플랜트는 종종 필터를 자주 청소해야 할 필요성으로 인해 효율이 감소합니다. 또한, 필터를 청소하는 데 사용되는 염소는 폴리 아미드의 구조적 무결성을 감소시켜 빈번한 교체가 필요합니다. 이에 비해 그래 핀은 염소의 손상 효과에 내성이있다.

Grossman에 따르면, 폴리 아미드 필터를 기존 식물의 그래 핀 필터로 쉽게 교체 할 수 있습니다. 폴리 아미드 필터와 마찬가지로, 그래 핀 필터는 강력한 폴리 설포 폰 지지대에 장착 될 수 있으며, 이는 미립자를 체질하는 더 큰 구멍이 있습니다.

그러나 비용을 절감하는 데 상당한 도전이 남아 있습니다. Grossman Group은 합리적으로 저렴한 비용으로 높은 볼륨의 그래 핀을 만드는 데 좋은 진전을 보였습니다. 그러나보다 심각한 도전은 그래 핀의 균일 한 구멍을 고도로 확장 가능한 방식으로 비용 효율적으로 찌르는 것입니다.

[전형적인 식물에는 2 미터 길이의 튜브로 구성된 수만 개의 멤브레인이 있으며 각각은 40 평방 미터의 롤업 활성 막이 있습니다. "라고 Grossman은 말합니다. `SA 비 스터 터. "

싸구려에 그래 핀을 만듭니다

2003 년 첫 번째 분리 이후 그래 핀을 만드는 전통적인 방법은 접착제로 껍질을 벗기는 것입니다. [당신은 말 그대로 스카치 테이프를 흑연으로 가져 와서 껍질을 벗기고 있습니다. "Grossman은 설명합니다. 공장."

또 다른 접근법은 구리 호일에 슈퍼 핫 가스를 적용하여 [그래 핀 성장 "하는 것입니다. 그러나이 과정은 매우 비싸고 에너지 집약적입니다.

대신, Grossman Group은 훨씬 저렴한 화학적 접근법을 사용하여 담수화 막을 만들기에 충분한 품질을 생성합니다. [다행히도, 우리의 응용 프로그램은 최상의 품질이 필요하지 않습니다. "라고 Grossman은 말합니다. 그래 핀의 매우 저렴하고 빠르게. "

소금을 차단하지만 물 분자를 통과하게하는 모공을 만드는 것은 가파른 도전입니다. 담수화가 처음에 가능한 이유는 물에 확산 될 때 염분 이온이 물 분자와 결합하여 더 큰 실체를 생성하기 때문입니다. 그러나 유리수 분자와 비교하여 크기의 차이는 여전히 실망스럽게 작습니다.

Grossman은 [도전은 약 0.8 나노 미터의 달콤한 지점을 찾는 것입니다. "Grossman은 말합니다. "

Grossman은 0.8 nm 구멍이 [우리가 다른 재료와 제어 가능한 방식으로 만들 수 있었던 것보다 작습니다. "Grossman은 말합니다.

Grossman Group은 나노 다공성 그래 핀 막을 만들기위한 세 가지 기술을 추구하고 있으며, 모두 기계적 공정보다는 화학적 및 열 에너지를 사용합니다. [리소그래피를 사용하려고하면 몇 년이 걸릴 것입니다. "Grossman은 말합니다. 구멍이없는 재료로 조심스럽게 찢어 버립니다. "

그래 핀을 만들기위한 화학 기술은 실제로 옥사이드 그래 핀을 생성하는데, 이는 반도체에 바람직하지 않은 것으로 간주되지만 필터에 적합하다. 결과적으로, 연구원들은 산화 그래 핀에서 산소를 제거하는 어려운 단계를 피할 수있었습니다. 실제로, 그들은 산소를 그들의 유리하게 사용하는 방법을 찾았습니다.

[산소가 그래 핀 시트에 결합되는 방식을 제어함으로써 화학 및 열 에너지를 사용하여 산소의 도움으로 구멍을 뚫을 수 있습니다. "라고 Grossman은 말합니다.

첫 번째 대상 : Brackish Water

Grossman Group이 그래 핀 시트 제조 및 천공 문제에 대해 계속 노력함에 따라 Grossman은 그래 핀 필터의 다른 이점을 활용하여 기술을 시장에 출시 할 수 있도록 노력하고 있습니다.

그래 핀은 해수와 유압 파쇄에 사용되는 더 짠맛이 더러워진 물의 효율을 향상시켜야하지만, 강어귀에서 발견 된 것처럼 뇌한 물을 깨끗하게하는 식물에서 데뷔 할 것입니다. Grossman은 말한다.

그래 핀 필터는 또한 더 작고 저렴한 식물을 건설 할 수 있습니다. Grossman은 [그래 핀을 사용하면 식물을 운영하는 방법에 더 많은 선택이 있습니다. "라고 Grossman은 말합니다. 낮은 에너지 비용. "

Grossman은 인구가 많은 해안 지역에있는 식물을 현장하고 수십 년이 걸릴 수 있다고 지적했다. Grossman은 [식물을 건설하려고하는 방법과 충분한 토지를 찾을 수있는 곳에 많은 노력을 기울이고있다 "고 Grossman은 말한다.

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