Каскад Liquid Burgers повышает эффективность TDD/TDS за счет управления потоком, распределения тепла, настройки рекуперации и теплоизоляции.
Стартап ANU предлагает более экологичное решение для извлечения лития.
АНУ
Исследователи Австралийского национального университета (АНУ) разработали простую и экономически эффективную технологию, которая может кардинально изменить способ извлечения ценных ресурсов, таких как литий, из рассолов.
Новая разработка основана на первом в мире методе термического опреснения, представленном ANU в 2024 году, при котором вода остается жидкой на протяжении всего времени.
Новое исследование команды показало, что использование неравномерного нагрева и медленного изменения уровня соли в системе может увеличить количество собираемой жидкости почти в 40 раз. Кроме того, добавление частичной теплоизоляции в систему сделало её значительно более энергоэффективной.
По словам исследователей, этот метод представляет собой более экологичный подход к добыче рассола, ключевому процессу в мировом производстве лития. «Наш термодиффузионный метод успешно применяется для опреснения воды, снижая при этом энергозатраты и проблемы коррозии», — заявил Хуан Фелипе Торрес, доцент и ведущий исследователь.
В январе 2025 года инженеры Мичиганского университета и Университета Райса разработали электроды из углеродной ткани, которые эффективно удаляют бор из морской воды, предлагая более безопасное и не требующее химикатов решение для опреснения.
Инновация жидкостного каскада
Опреснение является важнейшим средством решения проблемы нехватки пресной воды в мире, но у него есть недостатки, такие как высокое потребление энергии, негативное воздействие на окружающую среду и дорогостоящие материалы.
Традиционные методы можно разделить на две группы: мембранные системы, такие как обратный осмос (ОО), которые более эффективны, но требуют дорогостоящего обслуживания и большого потребления электроэнергии, а также энергоемкие тепловые процедуры.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи Австралийского национального университета (ANU) разработали термодиффузионное опреснение (ТДО) – революционный метод безмембранного опреснения, использующий только жидкость и использующий умеренное тепло. ТДО проще масштабировать, предотвращает фазовые переходы и снижает коррозию по сравнению с традиционными методами.
Новое исследование демонстрирует потенциал жидкостного каскада Бюргерса (LBC) для повышения TDD и термодиффузионного засоления (TDS) как для опреснения, так и для концентрации рассола.
Значительное повышение производительности было достигнуто за счет включения в конструкцию таких важных элементов, как частичное разделение на основе потока, U-образные проводящие границы для оптимального распределения температуры, целевые показатели восстановления и теплоизоляция.
Исследователи полагают, что этот метод может использоваться для очистки рассолов с высокой соленостью, которые часто встречаются при опреснении воды и в нефтегазовом секторе, без необходимости использования мембран или опасных химикатов.
Высокоэффективное опреснение
В этом исследовании учёные использовали настоящую морскую воду с австралийского побережья для испытания системы LBC. Они обнаружили, что она значительно улучшила сбор воды и успешно снизила уровень соли по сравнению с предыдущими одноканальными системами.
Результаты подтвердили надежность системы, которая полностью соответствовала результатам компьютерного моделирования.
Они экспериментировали со многими методами повышения производительности, включая изоляцию компонентов системы, изменение распределения температуры, регулирование условий потока и выбор идеальной скорости восстановления.
По сравнению с базовой конструкцией эти изменения привели к примерно 40-кратному улучшению производства воды и энергоэффективности.
По словам исследователей, LBC предлагает масштабируемый, энергоэффективный путь к нулевому сбросу жидкости (ZLD), при этом ожидаются дальнейшие улучшения в условиях высокого давления.
«Наше исследование показывает, как наш метод позволяет управлять концентрацией рассола для производства соли без испарения. Дальнейшие усовершенствования могут увеличить скорость потока и энергоэффективность как минимум в 40 раз», — заявил доктор Шуци Сюй, научный сотрудник Австралийского национального университета и соавтор исследования.
Подробная информация об исследовании группы была опубликована в журнале Nature Water.
Sourse: interestingengineering.com
