Более двух миллиардов людей на планете испытывают постоянный дефицит чистой питьевой воды, миллионы тяжело болеют и умирают из-за загрязнения источников воды и антисанитарии.
Население планеты растет и, если не принять меры, проблема нехватки чистой воды будет только усугубляться. Выход из этой ситуации предлагают ученые США и Австралии, разработавшие революционное решение, которое поможет превращать соленую воду морей и океанов в питьевую с пользой для экономики и современных технологий.
Созданные ими металлоорганические структуры (Metal-Organic Frameworks, MOF) – это пористый координационный полимер с площадью внутреннего каркаса, не имеющей аналога в природе. Фактически это губка, которую можно использовать для сбора, хранения и высвобождения химических веществ, в частности, соли, растворенной в морской воде.
Избирательная проницаемость MOF позволяет использовать их в качестве фильтров, которые улавливают специфические атомы и молекулы. Сейчас для опреснения морской воды используются установки обратного осмоса; они неэффективные и дорогие – для прокачки воды через мембрану необходимо нагнетать высокое давление, большой объем воды расходуется впустую, а при очистке вместе с загрязнением из воды вымываются и полезные минеральные вещества.
Металлоорганические структуры очищают воду с расходованием минимума энергии, поскольку не требуют создания высокого давления воды для удержания примесей – они захватывают определенные молекулы в свободно текущей воде.
Помимо опреснения воды, MOF имеют потенциал и в других современных областях, таких как электронные устройства и электромобили. Они могут радикально изменить технологию добычи лития – одного из самых ценных химических элементов в эпоху аккумуляторов и батарей.
Сегодня литий добывают в шахтах и экстрагируют из концентрированного солевого раствора – это очень дорогостоящая технология. Установки MOF в морях позволят добывать литий накапливанием ценного элемента в ячейках полимерных «губок». Установленные в сточных водах предприятий такие губки будут одновременно обезвреживать жидкие отходы и извлекать из них ценные химические элементы, которые можно использовать в других областях производства.
«Глобальный спрос на литий, необходимого для электроники и батарей, очень высок. Эти мембраны дают возможность для очень эффективного способа извлечения ионов лития из морской воды – легко, дешево и в промышленных масштабах», - говорит Хуантин Ван, один из соавторов исследования.
Научная работа ученых опубликована в журнале Science Advances.
Источник: ecotechnica.com.ua
