Vad händer
Kontext
Grundvatten utgör 50 procent av världens dricksvatten. I takt med ökade salthalter i grundvattnet, på grund av uttorkning och klimatkris, blir tillgången till dricksvatten en större utmaning.
“Conventional desalination technologies require steady power and need battery storage to smooth out a variable power source like solar. By continually varying power consumption in sync with the sun, our technology directly and efficiently uses solar power to make water,”
Amos Winter, professor of mechanical engineering and director of the Yang Global Engineering and Research (GEAR) Center at MIT
Forskarlaget har tagit fram ett avsaltningssystem som följer samma rytm som solljuset. När solljuset ökar under dagen ökar även systemets aktivitet och anpassar sig till solljusets variationer, till exempel när ett moln passerar.
Forskarnas ambition har varit att minimera behovet av batterier genom att minska systemets svarstider till bråkdelar av en sekund. Nu kan avsaltningsnivån uppdateras tre till fem gånger per sekund. De korta svarstiderna innebär att systemet kan anpassa sig till solljusets skiftningar utan avbrott eller tillgång till andra elkällor.
För den tekniskt nyfikne
Where water is fed from batch tanks via parallel pumps into optional cartridge filters and then directed through a reversal valve network into the electrodialysis stack. In the electrodialysis stack, ions are transferred across selectively charged membranes: including pairs of a cation exchange membrane (CEM) and anion exchange membrane (AEM). The labels on the valve networks show potential hydraulic pathways, where in this depiction, channel configuration ‘A’ is engaged and ‘B’ is disengaged.
Nature: Direct-drive photovoltaic electrodialysis via flow-commanded current control
Funkar det?
Vid ett sex månader långt test i New Mexico har systemet använt mer än 94 procent av elektriciteten som solcellerna genererat. Testet producerade upp till 5000 liter vatten per dag trots stora variationer i väder och solljus.
Vad har det för betydelse
The long-term field test under authentic solar and challenging groundwater conditions presented herein demonstrates that FCCC can bridge the gap between renewable energy sources and desalination, enabling high production, batteryless, sustainable desalination. This work has the potential to broaden the reach of desalination to resource-constrained communities worldwide while also providing a catalyst for larger industrial desalination plants to economically decarbonize.
Nature: Direct-drive photovoltaic electrodialysis via flow-commanded current control
