KAUSTの研究者は、脱塩膜をきれいにするために使用できるコーティングを開発しました。非毒性コーティングは、海水淡水化に使用される逆浸透システムで有害な化学物質に対してより安全で効果的な代替手段を提供することができます。
逆浸透淡水化プロセスは、新鮮な飲料水を生成するために半透過性の膜を通して海水を濾過するために圧力を使用しています。この技術は他の淡水化法よりもエネルギー効率が良いが、膜表面上の細菌やその他の微生物の増殖によってその性能が阻害される可能性がある。
マリア・フェルナンダ・ナバ・オカンポ博士は、「このバイオフィルムは、水が容易に通過することを許さない層を形成する」とヨハネス・ヴルーウェンヴェルダーは言った。バイオファウリングを制御する現在のすべての方法の最大の問題の 1 つは、膜システムからバイオフィルムを完全に除去できず、永久的な汚れが生じるということです。これはエネルギー消費の増加と海への制御化学物質の排出につながります。
他のコーティングは通常有害な化学物質で作られていますが、新しい高電解質コーティングは、膜に有毒なリンカーを取り付ける必要を回避します。また、安全に塩水と増加流量でシステムから洗い流すことができるので、膜表面にバイオフィルムが存在しません。
ナバ・オカンポは、「私たちのコーティングの利点は、静電相互作用によって表面に付着するため、化学物質を使用する必要がなさということです」と述べています。「フィルムを事前に処理せずにコーティングすることもできます。フィルムは残っています システムでは、淡水化に使用されるのと同じ電流を通してコーティングを通過するだけで済みます。
チームは、逆浸透淡水化プラントの状態をシミュレートする小さなデバイスである膜汚れシミュレーターを使用して作成したコーティングをテストしました。彼らは、膜の表面に層を形成するためにシステム内のコーティングを5回循環させ、バイオフィルムの成長を促進するために生分解性栄養素を加えた。
8日後、研究者たちはコーティングを取り除くために24時間、高流量の高塩水溶液でシステムを洗い流しました。チームはコーティングされたフィルムの性能をコーティングされていないコントロールと比較した。
透過型電子顕微鏡を用いて、研究者は、コーティングが塩水中で安定したままであり、淡水化に適していることを発見しました。水の流れの強度と水分の多量を増やすことで、チームは膜からコーティングと付属のバイオフィルムを除去することができました。
この洗浄処理の後、コーティングされた膜を通る液体の流れは、未コーティング制御の2倍であった。
「これは、当社の技術がより良いクリーニングの可能性を持っていることを示しています」と、Nava-Ocampoが言いました。「次のステップは、より大きなスケールで、より効果的で耐久性を高める方法です。