Canales cónicos para una mejor desalinización
Un nuevo diseño para la desalinización del agua de mar utiliza canales cónicos para aumentar la eficiencia, reducir el uso de energía y desafiar los métodos actuales.¿Podría esto cambiar la tecnología del agua?
Los ingenieros de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han desarrollado un método para abordar las "zonas muertas" en el flujo de fluidos comúnmente encontrados en los electrodos de baterías utilizadas para la desalinización del agua de mar.Este enfoque innovador emplea un diseño de canal de flujo cónico inspirado en la física dentro de los electrodos, lo que permite que los fluidos se muevan de manera más rápida y eficiente.
Esta técnica podría usar menos energía que los métodos de ósmosis inversa actualmente dominantes.
Si bien la tecnología de desalinización ofrece una solución a la escasez de agua, su adopción generalizada se ha visto obstaculizada por los desafíos técnicos.La técnica predominante, la ósmosis inversa, implica forzar el agua a través de una membrana para eliminar la sal, que es costosa y que demora la energía.
En contraste, el método a base de baterías utiliza electricidad para extraer iones de sal cargados del agua.Sin embargo, este enfoque también consume energía para impulsar el agua a través de electrodos con pequeños poros de forma irregular.
El grupo de investigación de Illinois ha pasado años desarrollando una técnica de desalinización basada en baterías, incorporando un modelado y experimentos extensos.Sus esfuerzos han llevado recientemente a un estudio innovador que introdujo electrodos con pequeños microcanales conocidos como campos de flujo interdigitados (IDFF).
Su última investigación avanza este concepto al emplear canales cónicos dentro de los electrodos en lugar de los heterosexuales.Esta modificación ha mejorado el flujo de fluido, o la permeabilidad, por dos o tres veces en comparación con los canales consecutivos.Los resultados de este estudio se han publicado en la revista Electrochimica Acta.
Durante sus experimentos, los investigadores encontraron desafíos de fabricación, en particular, el largo proceso requerido para moldear los canales en los electrodos, un obstáculo significativo para ampliar la producción.A pesar de esto, Smith expresó su confianza en que este obstáculo puede superarse.
La teoría y los principios de diseño de la captura de canales se aplican a varios dispositivos electroquímicos que utilizan fluidos fluidos.Más allá de su papel en la desalinización electroquímica, se pueden utilizar en el almacenamiento de energía, la conversión y los dispositivos de sostenibilidad ambiental, incluidas las celdas de combustible, las celdas de la electrólisis, las baterías de flujo, los sistemas de captura de carbono y los sistemas de recuperación de litio.
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