Přes hydrofobní membránu neprojde kapalná voda, ale vodní pára ano. Grafický abstrakt. Kredit: Woo et al. (2021) /Elsevier.

Na zemském povrchu je docela hodně vody. Většina se ale nedá pít, ani není možné s ní zalévat plodiny. Proto je ve světě mohutná poptávka po odsolovacích technologiích, které stále ještě stále nejsou dotažené do všeobecně uspokojivé podoby. Odsolovací technologie mohou být různé, s čímž se pojí i jejich uplatnění, přednosti i slabiny.

Yunchul Woo.

Kredit: Y. Woo.

Jednou z možností je destilace mořské vody přes membránu. Právě na ni se soustředil tým odborníků korejského institutu Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT). Při tomto postupu je mořská voda oddělená hydrofobní membránou od sladké vody. Slaná voda je zahřívána a sladká voda zůstává chladná. Přes hydrofobní membránu neprojde kapalná voda, ale vodní pára ano. Díky tomu je možné získat sladkou vodu z mořské vody.

Uvedený postup čelí několika komplikacím. Klíčový problém je v tom, že se na zmíněné membráně hromadí soli a další sloučeniny, což může měnit její hydrofobní vlastnosti. Nakonec může docházet k průsakům slané vody skrz membránu, což je pochopitelně nežádoucí. V takovém případě je nutné membránu vyměnit.

Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (logo). Kredit: KICT.

Yunchul Woo a jeho spolupracovníci vytvořili pokročilou membránu, přičemž využili elektrospinning, čili postup, který je využívaný při tvorbě nanovláken. Membránu vyrobili s pomocí koaxiálního elektrospinningu, který je založený na zpracování dvou různých materiálů do výsledného produktu. V tomto případě šlo o fluoropolymer PVDF-HFP a aerogel z oxidu křemičitého. Hrubý povrch polymeru odpuzuje vodu, zatímco aerogel oxidu křemičitého funguje jako tepelný izolant a pomáhá udržovat slanou vodu horkou a sladkou vodu na druhé straně membrány zase chladnou. To přispívá k udržení membrány v činnosti.

Badatelé testovali hybridní membránu po dobu 30 dní. Po této době si membrána udržela schopnost odfiltrovat 99,99 procent soli z mořské vody. To je mnohem déle než u jiných podobných membrán z nanovláken, u nichž obvykle začíná prosakovat slaná voda už po cca 50 hodinách. Woo je přesvědčen, že by jejich membrána mohla obstát jak v pilotních, tak i v praktických aplikacích.

Literatura

KICT via Newswise 29. 6. 2021.

Journal of Membrane Science 623: 119028.