Электрохимическим методом можно удалить даже небольшие количества загрязняющих веществ.
Когда дело доходит до удаления сильно разбавленных концентраций загрязняющих веществ существующие методы разделения, как правило, получаются энергоемкими. Новый метод, разработанный в MIT, может обеспечить удаление нежелательных соединений, даже очень малых концентраций.
Новый подход разработали доктор Сяо Су, Ральф Ландау, Алан Хаттон, и еще пять человек из Массачусетского технологического института и технического университета Дармштадта в Германии.
Система опирается на электрохимический процесс выборочного удаления органических загрязнений, таких как пестициды, химические отходы, и лекарственные препараты, даже если они присутствуют в малых, но опасных концентрациях.
Существующие системы по обращению с такими концентрациями загрязняющих веществ включают мембранную фильтрацию, которая стоит дорого и имеет ограниченную эффективность в низких концентрациях, электродиализ и емкостную деионизацию, которые требуют высоких напряжений, что дает побочные реакции.
В новой системе вода течет между химически обработанными или “функционализированными” поверхностями, которые служат в качестве положительного и отрицательного электродов. Эти поверхности покрыты так называемым Фарадеевым материалом, который может быть заряжен положительно или отрицательно. Поверхности могут быть настроены так, чтобы привязываться к молекулам конкретного загрязнителя, что было продемонстрировано на примере ибупрофена и различных пестицидов. Исследователи обнаружили, что этот процесс может эффективно удалить такие молекулы даже в концентрации одной миллионной доли.
Предыдущие исследования ориентированы на токопроводящие электроды, или функционализированные тарелки с одним электродом, но они часто достигают высокого напряжения, которое производит загрязняющие вещества. С электродами, заряженными как положительно, так и отрицательно, в асимметричной конфигурации, практически полностью исключаются такие побочные реакции. Кроме того, становится возможным одновременное извлечение положительных и отрицательных токсичных ионов.
Тот же процесс может быть применен для восстановления ценных соединений на химическом или фармацевтическом заводе, где они могли бы иначе быть потрачены впустую.
Такие системы могут быть полезным для очистки воды в отдаленных районах в развивающихся странах, где уровень загрязнения от пестицидов, красителей и других химических веществ часто является проблемой в водоснабжении. Энергоэффективная система может работать от солнечных панелей, например, в сельской местности.
