Un gruppo di ricerca guidato dal professor Yongwon Seo della Graduate School of Carbon Neutrality dell’UNIST ha svelato un metodo altamente efficiente per desalinizzare l’acqua di mare utilizzando la tecnologia di desalinizzazione a base di idrati (HBD). Si prevede che questa svolta avrà implicazioni di vasta portata per l'applicazione di tecniche di desalinizzazione basate sugli idrati, con la capacità di calcolare le temperature ottimali per una maggiore efficienza.
L'articolo è pubblicato sulla rivista Water Research .
La tecnologia di desalinizzazione degli idrati, nota per le sue capacità di produzione ecologica di acqua dolce, offre una soluzione a basso consumo energetico che può essere utilizzata efficacemente nel trattamento di alte concentrazioni di salamoia o acqua contaminata. Sfruttando il fenomeno per cui le impurità, compresi i sali, vengono espulsi durante la formazione di idrati dalla salamoia o dall'acqua contaminata, è possibile ottenere acqua pulita.
In questo studio, il gruppo di ricerca ha misurato sperimentalmente le proprietà termodinamiche del ciclopentano idrato e ha valutato l'efficienza della tecnica di desalinizzazione degli idrati sulla base di queste misurazioni. Hanno inoltre proposto un nuovo metodo di calcolo per prevedere la temperatura che massimizza l'efficienza della desalinizzazione.
"Quando vengono soddisfatte condizioni specifiche, dopo aver aggiunto il ciclopentano, un liquido volatile incolore, alla salamoia, si forma il ciclopentano idrato, costituito da acqua pura", ha spiegato il professor Seo. "Abbiamo misurato sperimentalmente le proprietà termodinamiche di questo ciclopentano idrato per applicarlo ai processi di desalinizzazione."
Basandosi sui propri esperimenti, il gruppo di ricerca ha calcolato la resa massima di acqua del ciclopentano idrato in varie condizioni. L'efficienza è stata determinata in base alla resa massima di acqua e all'energia termica richiesta per il raffreddamento durante il processo di dissalazione degli idrati. È stata sviluppata un'equazione relazionale termodinamica per identificare la temperatura alla quale è possibile ottenere la massima efficienza per ciascuna concentrazione di salamoia.
Ad esempio, quando la tecnica di dissalazione degli idrati viene applicata alla salamoia con concentrazioni iniziali di sale del 3,5% in peso e del 5% in peso, l'equazione relazionale calcola le temperature ottimali di efficienza energetica rispettivamente come 273,4 K e 271,5 K. Le corrispondenti rese massime di acqua sono del 67% e del 61,1%. Questa ricerca fornisce un criterio cruciale per ottimizzare l'efficienza dei processi di desalinizzazione nel mondo reale.
Junghoon Mok, il primo autore dello studio, ha sottolineato l'importanza di questa ricerca, affermando:"Si prevede che questo studio ottimizzerà il consumo di energia nei processi di trattamento della salamoia ad alta concentrazione utilizzando tecniche di acqua dolce idrata". Ha aggiunto:"L'approccio proposto non è applicabile solo alla desalinizzazione a base di idrati, ma è anche promettente per la tecnologia di desalinizzazione del tipo a congelamento."
Ulteriori informazioni: Junghoon Mok et al, Indagine sulla resa idrica massima teorica e sulla temperatura ottimizzata per l'efficienza per la desalinizzazione a base di ciclopentano idrato, Ricerca sull'acqua (2023). DOI:10.1016/j.waters.2023.120707
Informazioni sul giornale: Ricerca sull'acqua
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