A new method for the desalination o

A new method for the desalination of sea water has been reported by a team of American and German researchers in the journal Angewandte Chemie. In contrast to conventional methods, this technique consumes little energy and is very simple. This electrochemically mediated seawater desalination is based on a system of microchannels and a bipolar electrode.
The United Nations estimates that one-third of the global population already lives in water-stressed areas; this figure is expected to double by 2025. Salt water, on the other hand, is not in short supply. A seemingly obvious solution would be to desalinate seawater; however, this is not so easy. Processes like vaporization and subsequent condensation of the water require enormous amounts of energy. Reverse osmosis additionally requires expensive, delicate membranes that are easily fouled, and the water must undergo complex pre-treatment steps.
Developed with the support of the U.S. Department of Energy by Richard M. Crooks (The University of Texas at Austin), Prof. Ulrich Tallarek (University of Marburg, Germany), and their colleagues, the new electrochemical process works without membranes or large amounts of energy. The researchers force the water through a system of two microchannels that are about 22 µm wide, an auxiliary channel and a branched working channel, flowing on to the outlets. The two channels are electrically connected through a bipolar electrode. The auxiliary channel is connected to a voltage source, the working channel is grounded, and a potential difference of 3.0 V is established between the two channels.
The structure of the channel system is critical: The electrode juts into the branch point of the working channel. Because of the voltage, some of the negatively charged chloride ions in the seawater are oxidized to neutral chlorine at one end of the bipolar electrode. In the narrow channel system, this creates a zone that has a lower number of negatively charged ions, which results in an electric field gradient that directs the positively charged ions in the seawater into the branching channel. Physics requires the electroneutrality within the microchannels to be maintained, so the anions follow the positive ions into the branched channel. The water flowing through the branch is thus enriched with ions, while the water continuing through the main working channel is partially desalinated.
The amount of energy required for this new technique is so low that the system can operate with a simple battery. In contrast to reverse osmosis, it is only necessary to remove sand and sediment from the seawater. No further treatment, disinfection, or addition of chemicals is needed. A simple parallel arrangement of many microchannel systems should allow for an increase in water throughput.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มีการรายงานวิธีการใหม่สำหรับ desalination ของน้ำทะเล โดยทีมนักวิจัยสหรัฐอเมริกาและเยอรมันในราย Angewandte Chemie ตรงข้ามวิธีการทั่วไป เทคนิคนี้ใช้พลังงานน้อย และง่ายมาก นี้ electrochemically mediated desalination ทะเลขึ้นอยู่กับระบบของ microchannels และอิเล็กโทรดไฟที่ไบโพลาร์สหประชาชาติประเมินว่า หนึ่งในสามของประชากรโลกแล้วอาศัยอยู่ในพื้นที่เน้นน้ำ ตัวเลขนี้คาดว่าสอง 2025 น้ำเกลือ บนมืออื่น ๆ ไม่ได้ขาด การแก้ปัญหาที่ดูเหมือนว่าจะชัดเจนจะ desalinate ทะเล อย่างไรก็ตาม นี้ไม่ใช่เรื่องง่ายดังนั้น กระบวนการกลายเป็นไอและควบแน่นตามมาน้ำต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาล ออสโมซิสผันกลับนอกจากนี้ต้องเข้าแพง ละเอียดอ่อนที่ง่าย ๆ fouled และน้ำต้องรับการรักษาก่อนขั้นตอนที่ซับซ้อนพัฒนา ด้วยการสนับสนุนของกรมพลังงานสหรัฐฯ โดยริชาร์ดเมตรจาก Crooks (มหาวิทยาลัยเทกซัส Austin), รศ. Ulrich Tallarek (มหาวิทยาลัย Marburg เยอรมนี), และเพื่อนร่วม งาน การไฟฟ้าใหม่ที่ทำงาน โดยไม่มีเยื่อหุ้มหรือพลังงานจำนวนมาก นักวิจัยที่บังคับให้น้ำผ่านระบบ microchannels สองที่กว้าง 22 µm ช่องการเสริม และ สถานีทำงานแบบแยกสาขา ไหลไปร้าน ช่องสองมีการเชื่อมต่อไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรดไฟที่ไบโพลาร์ ช่องเสริมเชื่อมต่อกับแหล่งแรงดันไฟฟ้า สูตรช่องทำงาน และความต่างศักย์ V 3.0 สร้างขึ้นระหว่างสองช่องทางโครงสร้างของระบบช่องสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญ: อิเล็กโทรดผุดเป็นจุดแยกของช่องทางการทำงาน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า ของประจุคิดค่าธรรมเนียมส่งคลอไรด์ในน้ำทะเลจะมาออกซิไดซ์กับคลอรีนเป็นกลางที่ปลายด้านหนึ่งของอิเล็กโทรดไฟที่ไบโพลาร์ ในระบบช่องแคบ นี้สร้างอยู่ในเขตที่มีจำนวนลบอ่อน ๆ ล่างซึ่งผลในการไล่ระดับสีสนามไฟฟ้าที่กำหนดจะบวกอ่อน ๆ ในน้ำทะเลเป็นช่องโยงหัวข้อ ฟิสิกส์ต้อง electroneutrality ภายใน microchannels การรักษา เพื่อ anions ทำตามกันแบบเป็นช่องแบบแยกสาขา น้ำที่ไหลผ่านสาขาเป็นจึงอุดมไป ด้วยกัน ในขณะที่บางส่วนมี desalinated น้ำอย่างต่อเนื่องผ่านช่องทางการทำงานหลักจำนวนพลังงานที่จำเป็นสำหรับเทคนิคใหม่นี้อยู่ในระดับต่ำเพื่อว่า ระบบสามารถทำงาน ด้วยแบตเตอรี่ได้ ตรงข้ามออสโมซิสผันกลับ เฉพาะจำเป็นต้องเอาทรายและตะกอนออกจากน้ำทะเล ต้องรักษาเพิ่มเติม ฆ่าเชื้อ หรือไม่นอกจากนี้สารเคมี จัดคู่ขนานอย่างในระบบ microchannel ควรอนุญาตให้ในการเพิ่มอัตราความเร็วของน้ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธีการใหม่สำหรับการกลั่นน้ำทะเลของน้ำทะเลได้รับการรายงานโดยทีมงานของนักวิจัยชาวอเมริกันและเยอรมันในวารสาร Angewandte Chemie ในทางตรงกันข้ามกับวิธีการเดิมเทคนิคนี้จะสิ้นเปลืองพลังงานน้อยและง่ายมาก . น้ำทะเลนี้พึ่ง electrochemically กลั่นน้ำทะเลจะขึ้นอยู่กับระบบของ microchannels และขั้วไฟฟ้าสองขั้ว
สหประชาชาติคาดการณ์ว่าหนึ่งในสามของประชากรโลกที่มีอยู่แล้วอาศัยอยู่ในพื้นที่น้ำเน้น; ตัวเลขนี้คาดว่าจะเป็นสองเท่าโดยปี 2025 น้ำเกลือบนมืออื่น ๆ ที่ไม่ได้อยู่ในการจัดหาสั้น ทางออกที่ชัดเจนดูเหมือนจะเป็นเกลือทะเล; แต่นี้ไม่ใช่เรื่องง่ายดังนั้น กระบวนการเช่นการระเหยและควบแน่นที่ตามมาของน้ำที่ต้องใช้จำนวนมหาศาลของพลังงาน ออสโมซิย้อนกลับนอกจากนี้ต้องมีราคาแพงเยื่อที่ละเอียดอ่อนที่มีการปนเปื้อนได้อย่างง่ายดายและน้ำจะต้องผ่านขั้นตอนที่ซับซ้อนการรักษาก่อน.
การพัฒนาด้วยการสนับสนุนของกระทรวงพลังงานสหรัฐโดยริชาร์ดเอ็ค (มหาวิทยาลัยเทกซัสออสติน), ผู้ช่วยศาสตราจารย์ อู Tallarek (มหาวิทยาลัยบูร์ก, เยอรมนี) และเพื่อนร่วมงานของพวกเขากระบวนการเคมีไฟฟ้าใหม่ทำงานโดยไม่มีเยื่อหรือพลังงานจำนวนมาก นักวิจัยบังคับให้น้ำผ่านระบบของทั้งสอง microchannels ที่มีประมาณ 22 ไมโครเมตรกว้างช่องทางเสริมและการทำงานแยกช่องทางไหลไปยังร้านค้า สองช่องทางเชื่อมต่อไฟฟ้าผ่านขั้วไฟฟ้าสองขั้ว ช่องทางช่วยเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ, ช่องการทำงานเป็นเหตุผลและความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจาก 3.0 V เป็นที่ยอมรับระหว่างสองช่องทาง.
โครงสร้างของระบบช่องทางที่มีความสำคัญ: อิเล็กโทรดขึงเป็นจุดสาขาของช่องทำงาน . เพราะแรงดันไฟฟ้าบางส่วนของประจุลบไอออนคลอไรด์ในน้ำทะเลที่มีออกซิเจนคลอรีนความเป็นกลางที่ปลายด้านหนึ่งของขั้วไฟฟ้าสองขั้ว ในระบบช่องทางแคบ ๆ นี้จะสร้างโซนที่มีจำนวนลดลงของไอออนประจุลบซึ่งส่งผลในการไล่ระดับสีสนามไฟฟ้าที่นำไอออนประจุบวกในน้ำทะเลเข้าไปในช่องทางแยกทาง ฟิสิกส์ต้อง electroneutrality ภายใน microchannels จะถูกเก็บรักษาไว้เพื่อให้แอนไอออนตามประจุบวกเข้าไปในช่องทางแยก น้ำที่ไหลผ่านสาขาอุดมจึงกับไอออนขณะที่น้ำอย่างต่อเนื่องผ่านช่องทางหลักคือการทำงานบางส่วน desalinated.
ปริมาณของพลังงานที่จำเป็นสำหรับเทคนิคใหม่นี้อยู่ในระดับต่ำเพื่อให้ระบบสามารถทำงานด้วยแบตเตอรี่ที่เรียบง่าย ในทางตรงกันข้ามการที่จะย้อนกลับออสโมซิมันเป็นสิ่งที่จำเป็นเท่านั้นที่จะเอาทรายและตะกอนดินจากน้ำทะเล ไม่มีการรักษาต่อการฆ่าเชื้อหรือการเพิ่มขึ้นของสารเคมีที่เป็นสิ่งจำเป็น จัดเรียงขนานเรียบง่ายของระบบไมโครหลายควรอนุญาตให้มีการเพิ่มขึ้นของการส่งผ่านน้ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธีการใหม่สำหรับการขจัดเกลือจากน้ำทะเล มีรายงานจากทีมอเมริกันและนักวิจัยเยอรมันในวารสารนเกวานด์เต เชมี . ในทางตรงกันข้าม การใช้เทคนิคนี้ใช้พลังงานน้อย และง่ายมาก นี้ electrochemically น้ำทะเล Desalination ) จะขึ้นอยู่กับระบบของ microchannels และ bipolar electrode .
สหประชาชาติประมาณการว่า 1 ใน 3 ของประชากรทั่วโลกได้อาศัยอยู่ในน้ำที่เน้นพื้นที่ ; ตัวเลขนี้คาดว่าจะเป็นสองเท่าโดยปี 2025 . น้ำเกลือบนมืออื่น ๆที่ไม่ได้อยู่ในการจัดหาสั้น โซลูชั่นที่ดูเหมือนชัดเจนจะเปลี่ยนน้ำจืดจากทะเล อย่างไรก็ตาม นี้ไม่ได้ง่ายดังนั้นกระบวนการระเหยและควบแน่นที่ตามมา เช่น ในน้ำต้องใช้เงินจํานวนมหาศาลของพลังงาน ย้อนกลับ Osmosis นอกจากนี้ต้องแพง เยื่อละเอียดอ่อนที่ง่ายดายสิ่งสกปรกและน้ำต้องผ่านขั้นตอนและซับซ้อน .
พัฒนาด้วยการสนับสนุนของกระทรวงพลังงานสหรัฐ โดยริชาร์ด ครุก ( มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน ) , ศอุลริช tallarek ( มหาวิทยาลัย Marburg , เยอรมนี ) , และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา กระบวนการไฟฟ้าเคมีใหม่ทำงานโดยไม่มีเยื่อหรือจำนวนมากของพลังงาน นักวิจัยบังคับน้ำ ผ่านระบบสอง microchannels ที่ประมาณ 22 µ M กว้างช่องทางเสริมและกิ่งทำงานช่องไหลเข้าร้านสองช่องทางเชื่อมต่อผ่านขั้วไฟฟ้าอิเล็กโทรด ช่วยเป็นช่องทางเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดัน , ช่องทำงานมีมูลและความต่างศักย์ของ 3.0 V ถูกก่อตั้งขึ้นระหว่างสองช่อง
โครงสร้างของระบบช่องทางสำคัญ : ขั้วไฟฟ้าเพียงแค่เข้าไปในจุดที่สาขาสถานีทำงาน เพราะของแรงดันไฟฟ้าบางส่วนของคลอไรด์ไอออนประจุลบในน้ำทะเลจะออกซิไดซ์คลอรีนที่เป็นกลางที่ปลายด้านหนึ่งของขั้วไฟฟ้าสองขั้ว . ในระบบช่องทางแคบ ๆนี้สร้างโซนที่มีการลดจำนวนของไอออนประจุลบ ซึ่งส่งผลให้สนามไฟฟ้าลาดที่นำประจุบวกประจุในน้ำทะเลเข้าไปตามช่องฟิสิกส์ต้อง electroneutrality ภายใน microchannels ที่จะรักษา ดังนั้น แอนไอออนบวกเข้าไปในกิ่ง ตามช่อง น้ำไหลผ่านสาขา จึงอุดมด้วยไอออน ขณะที่น้ำอย่างต่อเนื่องผ่านช่องทางการทำงานหลักคือบางส่วน desalinated .
ปริมาณของพลังงานที่จำเป็นสำหรับเทคนิคใหม่นี้ต่ำเพื่อให้ระบบสามารถใช้งานได้กับแบตเตอรี่ธรรมดา ในทางตรงกันข้ามกับการ Reverse Osmosis , มันเป็นเพียง ต้องเอาทรายและตะกอนจากน้ำทะเล ไม่มีการรักษาต่อไป การฆ่าเชื้อโรค หรือเพิ่มสารเคมีที่จำเป็น การจัดเรียงขนานง่ายของระบบ Microchannel มากควรให้เพิ่มในน้ำ
อัตรา