Canais cônicos para melhor dessalinização

Um novo design para a dessalinização da água do mar usa canais cônicos para aumentar a eficiência, cortar o uso de energia e desafiar os métodos atuais.Isso poderia mudar a tecnologia de água?

Os engenheiros da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign desenvolveram um método para abordar as “zonas mortas” no fluxo de fluidos comumente encontradas nos eletrodos de baterias usadas para a dessalinização da água do mar.Essa abordagem inovadora emprega um design de canal de fluxo cônico inspirado na física dentro dos eletrodos, permitindo que os fluidos se movam de maneira mais rápida e eficiente.

Essa técnica pode usar menos energia do que os métodos de osmose reversa atualmente dominantes.

Embora a tecnologia de dessalinização ofereça uma solução para a escassez de água, sua adoção generalizada foi prejudicada por desafios técnicos.A técnica predominante, a osmose reversa, envolve forçar a água através de uma membrana a remover o sal, que é caro e exigente de energia.

Por outro lado, o método baseado em bateria usa eletricidade para extrair íons salgados carregados da água.No entanto, essa abordagem também consome energia para impulsionar a água através de eletrodos com pequenos poros de formato irregular.

O grupo de pesquisa em Illinois passou anos desenvolvendo uma técnica de dessalinização baseada em bateria, incorporando uma extensa modelagem e experimentos.Seus esforços levaram recentemente a um estudo inovador que introduziu eletrodos com pequenos microcanais conhecidos como campos de fluxo interdigitados (IDFFs).

Sua pesquisa mais recente avança esse conceito empregando canais cônicos dentro dos eletrodos e não retos.Essa modificação aumentou o fluxo de fluido - ou a permeabilidade - duas a três vezes em comparação aos canais consecutivos.Os resultados deste estudo foram publicados na revista Electrochimica Acta.

Durante seus experimentos, os pesquisadores enfrentaram desafios de fabricação, principalmente o longo processo necessário para mover canais nos eletrodos, um obstáculo significativo para aumentar a produção.Apesar disso, Smith expressou confiança de que esse obstáculo pode ser superado.

A teoria da compra de canais e os princípios de design se aplicam a vários dispositivos eletroquímicos que usam fluidos fluidos.Além de seu papel na dessalinização eletroquímica, eles podem ser utilizados em dispositivos de armazenamento de energia, conversão e sustentabilidade ambiental, incluindo células de combustível, células de eletrólise, baterias de fluxo, sistemas de captura de carbono e sistemas de recuperação de lítio.