Einfache Entsalzung

Mit freundlicher Genehmigung der Forscher

Wenn Wasser, das in vielen Industriesystemen verwendet wird, verdunstet, können Salze und andere gelöste Mineralien auf den Oberflächen von Komponenten zurückbleiben, wo sie schließlich die Ausrüstung beeinträchtigen, Rohre verstopfen und die Effizienz wichtiger Wärmeaustauschprozesse verringern. Jetzt haben MIT-Forscher ein Phänomen entdeckt, das helfen könnte, dieses Problem zu lösen und gleichzeitig die Verunreinigungen in nützliche Produkte umzuwandeln – und als Bonus sieht es wirklich cool aus.

Samantha McBride, PhD ’20, Henri-Louis Girard, PhD ’20, und Kripa Varanasi, Professorin für Maschinenbau, zeigte dass, wenn Oberflächen eine nanoskalige Textur erhalten, die Wasser abweist, und dann Hitze zugeführt wird, gelöste Salze auf charakteristische Weise kristallisieren: Sie bilden eine teilweise kugelförmige Hülle, die sich auf einer Reihe von dürren Beinen erhebt und mikroskopische Formen erzeugt, die die Forscher Kristallwesen nennen. Schließlich werden die Beine so lang, dass sie das Gewicht des Tieres nicht mehr tragen können, und der Salzklumpen bricht ab und fällt oder wird weggefegt.

Durch Variation der Wärmemenge entlang der Oberfläche ist es möglich, die Kristallformationen dazu zu bringen, in eine bestimmte Richtung zu rollen. Je höher die Temperatur, desto schneller wachsen sie und heben ab, wodurch die Zeit minimiert wird, in der die Kristalle die Oberfläche blockieren.

Das Verhindern des Foulings von Wärmetauschern ist ein besonders wichtiges Nutzenpotenzial: Laut Varanasi kostet dieses Problem die USA und andere Industrienationen ein Viertel Prozent des BIP. Er sagt auch, dass das Verfahren es ermöglichen könnte, unbehandeltes Salzwasser für einige industrielle Kühlsysteme zu verwenden, die ansonsten Milliarden Gallonen wertvollen Süßwassers verbrauchen. In einigen Situationen könnten die zurückgewonnenen Salze und anderen Mineralien sogar verkaufsfähige Produkte sein.

Die Methoden zur Herstellung der Texturen zur Herstellung einer wasserabweisenden Oberfläche seien bereits weit entwickelt, sagt Varanasi, sodass die Umsetzung dieses Verfahrens im industriellen Maßstab relativ schnell erfolgen sollte.

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