Een onderzoeksteam van Shinshu University, Japan, heeft robuuste omgekeerde osmose-membranen ontwikkeld die grootschalige waterontzilting kunnen doorstaan. Het team publiceerde hun resultaten begin februari in Wetenschappelijke rapporten .

"Aangezien meer dan 97 procent van het water in de wereld zout water is, ontziltingsinstallaties voor omgekeerde osmose voor de productie van zoet water worden steeds belangrijker voor een veilige en constante toevoer, " zei Morinobu Endo, doctoraat, corresponderende auteur op het papier. Endo is een vooraanstaand professor aan de Shinshu University en eredirecteur van het Institute of Carbon Science and Technology. "Hoewel omgekeerde osmose-membraantechnologie al tientallen jaren in ontwikkeling is, nieuwe bedreigingen zoals de opwarming van de aarde en de toenemende vraag naar schoon water in dichtbevolkte stedelijke centra vormen een uitdaging voor de conventionele watervoorzieningssystemen."

Omgekeerde osmosemembranen bestaan ​​doorgaans uit dunne film composietsystemen, met een actieve laag polymeerfilm die ongewenste stoffen tegenhoudt, zoals zout, niet door een doorlatend poreus substraat gaan. Dergelijke membranen kunnen van zeewater drinkbaar water maken, evenals hulp bij landbouw- en landschapsirrigatie, maar ze kunnen duur zijn in het gebruik en een grote hoeveelheid energie verbruiken.

Om aan de vraag naar drinkwater tegen lage kosten te voldoen, Endo zegt dat robuustere membranen bestand zijn tegen zware omstandigheden, terwijl het chemisch stabiel blijft om reinigingsbehandelingen te verdragen, zijn noodzakelijk. De sleutel ligt in koolstof nanotechnologie.

Endo is een pionier op het gebied van de synthese van koolstofnanobuizen door middel van katalytische chemische dampafzetting. In dit onderzoek, Endo en zijn team ontwikkelden een meerwandig koolstof nanobuis-polyamide nanocomposietmembraan, dat bestand is tegen chloor - een van de belangrijkste oorzaken van degradatie of defecten in membranen voor omgekeerde osmose. De toegevoegde koolstofnanobuisjes creëren een beschermend effect dat de gekoppelde moleculen van het polyamide stabiliseert tegen chloor.

"Er wordt verwacht dat koolstofnanotechnologie voordelen zal opleveren, en dit is een veelbelovend voorbeeld van de bijdrage van koolstofnanobuisjes aan een zeer kritische toepassing:waterzuivering, Endo zei. "Koolstofnanobuizen en -vezels zijn al uitstekende versterkingen voor andere toepassingen in materiaalwetenschap en techniek, en dit is nog een ander gebied waar hun uitzonderlijke eigenschappen kunnen worden gebruikt voor het verbeteren van conventionele technologieën."

De onderzoekers werken aan het stabiliseren en uitbreiden van de productie en verwerking van meerwandige koolstof nanobuis-polyamide nanocomposietmembranen.

"We werken momenteel aan het opschalen van onze synthesemethode, die, in principe, is gebaseerd op dezelfde methode die wordt gebruikt om de huidige polyamidemembranen te maken, " Zei Endo. Hij merkte ook op dat zijn team een ​​samenwerking plant om commerciële membranen te produceren.