tegen 2025, tweederde van de wereldbevolking zou een zoetwatertekort kunnen krijgen. Om dit probleem aan te pakken, onderzoekers van de Universiteit van Notre Dame hebben een nieuw oplosmiddel geïdentificeerd - een ionische vloeistof - die een opkomende ontziltingstechnologie verbetert:directionele oplosmiddelextractie.

Directionele oplosmiddelextractie gebruikt een oplosmiddel om zoet water te extraheren uit een zoute bron met thermische energie bij lage temperatuur. Dit betekent dat de extractietechniek mogelijk gebruik kan maken van restwarmte, of warmte geproduceerd als bijproduct van ander werk, en zonnewarmte.

"Het probleem met de huidige directionele oplosmiddelextractietechniek is dat de eerder gebruikte oplosmiddelen een zeer lage efficiëntie hebben en dat de hoeveelheid zoetwater die wordt geëxtraheerd beperkt is, " zei Tengfei Luo, hoogleraar bij de afdeling Lucht- en Ruimtevaarttechniek en corresponderende auteur van de studie. "De nieuwe ionische vloeistof die we hebben ontdekt, blijkt 10 keer efficiënter te zijn dan andere oplosmiddelen die voor de techniek worden gebruikt."

Gepubliceerd in een studie van Natuurcommunicatie , Notre Dame-onderzoekers ontdekten dat gerichte ontzilting met oplosmiddelextractie met behulp van de nieuwe ionische vloeistof vergelijkbare energie verbruikt om osmose om te keren en veel minder energie dan thermische ontzilting. beide zijn toonaangevende ontziltingsmethoden. In vergelijking met deze andere methoden, het voordeel van het gebruik van directionele oplosmiddelextractie is dat er geen membraan nodig is, wat kostbaar kan zijn, of thermische energie op hoge temperatuur.

Om het meest effectieve materiaal te vinden, de onderzoekers ontworpen, een reeks ionische vloeistoffen gesynthetiseerd en getest, geleid door moleculaire simulaties, om te begrijpen welk oplosmiddel beter presteerde voor ontzilting en waarom.

"Ionische vloeistoffen zorgen voor een uitstekende, synthetisch flexibel raamwerk voor het afstemmen van de fysieke eigenschappen van directionele oplosmiddelen, waardoor ze ideale kandidaten zijn voor dergelijke taakspecifieke toepassingen, " zei Brandon Ashfeld, universitair hoofddocent bij de afdeling Scheikunde en Biochemie en co-auteur van de studie.

Vervolgens in dit onderzoek het team zal manieren bedenken om de kosten van de ionische vloeistof te verlagen en de productie ervan te verhogen. Ze zullen ook overwegen hoe ze een continu systeem kunnen ontwerpen om op te schalen ten opzichte van hun oorspronkelijke experimenten.

"Nu we een ionische vloeistof hebben gevonden waarvan is aangetoond dat deze de productiviteit van gerichte oplosmiddelextractie als ontziltingstechniek verbetert, er is zeker potentieel voor deze technologie om in de echte wereld te worden toegepast, ' zei Luo.

"Het potentieel voor ionische vloeistoffen om te dienen als gerichte oplosmiddelen bij gerichte extractie van oplosmiddelen, kan onze huidige benaderingen voor het zuiveren van waterbronnen die essentieel zijn voor het waarborgen van ecologische duurzaamheid drastisch veranderen, ' zei Ashfeld.