Lọc nước lợ bằng vật liệu điện cực

Trong những năm gần đây, công nghệ khử ion điện dung (CDI) khử mặn đang phát triển nhanh chóng, được ứng dụng để loại bỏ các loại ion khỏi dung dịch nước. Ưu điểm chính của CDI là sử dụng vật liệu carbon rẻ tiền, thân thiện với môi trường, hiệu suất dòng điện cao, tiêu hao năng lượng thấp, hoạt động ở điều kiện thường xuyên và tính đa ứng dụng (ứng dụng làm phần mềm nước, xử lý) nước thải,…).

Trước nhu cầu thực tế về lọc nước lợ và tiềm năng ứng dụng khối vật liệu carbon sinh học của Việt Nam, nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP. Hồ Chí Minh đã chế tạo vật liệu điện cực nguy hiểm, có thể sử dụng cho quá trình lọc nước bằng công nghệ khử ion điện dung (CDI).

Từ các loại sinh khối có sẵn tại Việt Nam như thân cây ngô, bã mía, lục bình, xơ dừa, nhóm tác giả đã chế tạo cellulose aerogel, rồi chế tạo vật liệu carbon airgel dạng bột, có kích thước hạt khoảng 45 – 150 μm, được sử dụng để chế tạo điện cực lành cho thiết bị lọc nước lợ. Các tác giả còn bổ sung các thành phần phụ gia như ống nano (CNT), Mu than (AB), MnO2, TiO2, với các tỷ lệ thích hợp thúc đẩy tăng cường hoạt tính điện hóa điện cực.

Thử nghiệm cho thấy, sau hơn 50 chu kỳ hoạt động liên tục, điện cực vẫn có khả năng xử lý muối tốt, với lượng hấp thụ ổn định trong khoảng 15 – 20 mg/g, có khả năng ứng dụng vào mô-đun CDI. Mô-đun CDI được thiết kế với bộ xử lý lưu lượng 2 – 6 l/phút, hiệu suất khử mặn đạt mức tối thiểu 90% với nguồn nước lợ có nồng độ muối tối đa 1.000 ppm. Điện cực được thiết kế dạng tròn kính 180 mm, in hai mặt bằng vật liệu carbon airgel trên than chì.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, hệ thống lọc CDI sử dụng điện cực carbon aerogel có hiệu suất lọc cao lên đến 90,5% (từ nồng độ 1.000 ppm xuống còn 100 ppm), ở điều kiện thử nghiệm với mức lưu trữ 3 – 5 l/phút, có thể loại bỏ hiệu quả các muối trong nước lợ.

Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng lắp đặt ở tất cả các khu vực có nước lợ, dễ dàng vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa.

Theo: vista.gov.vn