使脱盐水更安全、更便宜

以色列80%的饮用水是来自地中海的淡化水。现在，来自以色列理工学院、瓦赫宁根大学和荷兰Wetsus(欧洲可持续用水卓越中心)的科学家们已经开发出了一种方法，可以改善淡化水的质量，同时降低这一过程的成本。这一国际研究小组的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

海水淡化是去除海水中的矿物颗粒(盐)，使其适合人类饮用和灌溉的过程。一些粒子的化学性质使得它们比其他粒子更难去除。在地中海自然发现的大量硼是最难去除的，因为酸度的变化会改变它的性质。高浓度时有毒，危害植物生长，这是灌溉的一个问题。正常的除硼过程是在水中加入碱以促进除硼，然后再除去碱。

最常用的脱盐方法是通过薄膜——一种允许水通过的筛子，同时根据其大小或电荷阻隔其他颗粒。然而，这种薄膜价格昂贵，需要定期更换。

在机械工程技术学院Matthew Suss教授的指导下，博士生Amit Shocron和Eric Guyes与来自瓦赫宁根大学和Wetsus的合作者一起开发了一种新的建模技术，通过电容去电离的方法来预测硼在海水淡化过程中的行为。这是一种新兴的水处理和脱盐技术，使用相对便宜的多孔电极，而不是昂贵的膜。当施加电流时，带电粒子(如高pH值条件下的硼)被电极吸附，从而从水中去除。

Amit Shocron制定了允许这一突破的理论框架，而Eric Guyes构建了实验装置。通过合作，他们开发出了这个新系统。他们发现，为了获得最佳的硼去除效果，正极应该放置在负极的上游，这与他们领域中公认的智慧相反。他们还计算了系统的最佳施加电压，发现更高的电压并不一定能提高系统的有效性。

该小组开发的这种方法也可以用于解决其他水处理挑战，例如去除传统方法难以去除的药物残留和除草剂。

DOI

10.1073 / pnas.2108240118

Electrochemical removal of amphoteric ions