SME
Sobota, 5. december, 2020 | Meniny má OtoKrížovkyKrížovky

O osem rokov bude štvrtina ľudí bez pitnej vody. Zachrániť ich môže grafén

Nový typ membrány dokáže filtrovať soľ z vody za nižšiu cenu.

Chlapec pije vodu v indickej dedine Naí Bastí vo Svetový deň vody 22. marca 2017.Chlapec pije vodu v indickej dedine Naí Bastí vo Svetový deň vody 22. marca 2017. (Zdroj: ILUSTRAČNÉ FOTO - TASR/AP)

BRATISLAVA. Ľudstvu sa míňajú zásoby pitnej vody. Viac ako 700 miliónov ľudí jej v súčasnosti nemá dostatok. O osem rokov sa podľa reálnych odhadov toto číslo viac ako zdvojnásobí. Najviac budú trpieť krajiny v oblasti rovníka a na južnej pologuli.

Suché prímorské oblasti by mohlo zachrániť odsoľovanie morskej vody, ktoré je však v súčasnosti drahé a finančne náročné. Obrovské náklady by mohol výrazne znížiť nový objav - membrána z oxidu grafénu, ktorá oddelí vodu od soli ako sitko.

Predstavili ju v štúdii vo vedeckom časopise Nature Nanotechnology.

Skryť Vypnúť reklamu

Výhodnejší grafén

Grafén prvýkrát izolovali a opísali v roku 2004 vedci z univerzity v Manchesteri. Materiál sa skladá z jedinej vrstvy atómov uhlíka usporiadaných do mriežky. Má neobvyklé vlastnosti, najsľubnejšia z nich je elektrická vodivosť. Vyrobiť materiál vo veľkých množstvách je však dodnes drahé.

Membrána oxidu grafénu sa vyrába jednoducho. „Môžeme ho ako atrament alebo iný roztok rozliať na substráte alebo pórovitom materiáli. Potom ho môžeme používať ako membránu. Pokiaľ ide o rozšíriteľnosť a náklady na materiál, oxid grafénu môže byť výhodnejší ako jednovrstvový grafén,“ povedal pre web BBC News vedúci štúdie Rahul Nair.

Póry v membráne dokážu filtrovať nanočastice, organické molekuly aj väčšie molekuly solí. Na odfiltrovanie bežných solí potrebovali vedci póry zmenšiť. Membránu preto umiestnili medzi vrstvy epoxidovej živice, aby zabránili naťahovaniu a zväčšovaniu pórov.

Skryť Vypnúť reklamu

„Je to prvá ukážka toho, že môžeme kontrolovať rozostup (pórov v membráne) a že môžeme robiť odsoľovanie, čo predtým nebolo možné. Ďalším krokom je ekonomicky porovnať oxid grafénu s materiálmi, ktoré sú dostupné na trhu,“ dodáva Nair.

Polyméry a osmóza

V súčasnosti sa na filtrovanie vody v odsoľovacích zariadeniach využívajú membrány na báze polymérov. Do výstavby filtračných zariadení investujú mnohé krajiny veľké peniaze. Pripravujú sa na úbytok pitnej vody, ktorý je vyvolaný nadmernou spotrebou aj vplyvom klimatických zmien.

V súčasnosti nemá prístup k pitnej vode približne 700 miliónov ľudí. Do roku 2025 má ich počet podľa Organizácie Spojených národov vzrásť až na 1,8 miliardy.

Jednu z najväčších odsoľovacích prevádzok na svete spustili do plnej prevádzky v Izraeli minulý rok. Volá sa Sorek a funguje na princípe reverznej osmózy s polymérovými membránami.

Skryť Vypnúť reklamu

Kedysi sa Izrael spoliehal len na podzemnú vodu a dážď, dnes už majú v krajine vrátane Soreku štyri odsoľovacie polia. Sorek vyrába až 20 percent spotrebovanej pitnej vody pre domácnosti. Spolu pokrýva odsolená voda až 40 percent celkovej spotreby vody v krajine.

Odsoľovacie zariadenia na báze reverznej osmózy ako Sorek, filtrujú vodu cez polymérové membrány s dostatočne malými pórmi. Voda cez ne prenikne, ale ióny solí nie. Ich prevádzka je však drahá pre veľkej spotrebe elektrickej energie.

V Izraeli tieto náklady znížili vďaka efektívnejším čerpadlám a odsoľovanie by malo zlacniť aj použitie membrán z oxidu grafénu. Technológia by potom mohla byť dostupná aj pre chudobné krajiny, ktoré sužuje nedostatok pitnej vody.

DOI: 10.1038/nnano.2017.21

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Téma: Grafén

Prečítajte si aj ďalšie články k téme
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Minister zdravotníctva SR Marek Krajčí (OĽaNO) a prezident Slovenskej spoločnosti infektológov Pavol Jarčuška.

Haščák z Penty ide do väzby, rozhodol súd

Haščákovi hrozí až 20 rokov.

Policajná eskorta priváža Jaroslava Haščáka na Špecializovaný trestný súd.
Premiér Igor Matovič a minister školstva Branislav Gröhling.
Stĺpček Petra Schutza

Experiment avantgardný ako celoplošné testovanie

Ďalší pochod Slovenska po neprebádaných tretích (štvrtých) cestách boja s covidom.

Peter Schutz