Araştırmaya göre, “yanıp sönen” bir elektrikli mandal, aynı yüke sahip iyonları difüzyon katsayılarına göre ayırabilmelidir; bu da tuzdan arındırma ve suyun saflaştırılması gibi işlemlerin enerji verimliliğini artırabilir.
Sodyum klorür iyonlarının su moleküllerinden ayrılması, suyun tuzdan arındırılması işlemidir. Bu teknolojilerin çoğu aynı yük özelliklerine sahip iyonlar arasında ayrım yapamaz, bu nedenle sodyum klorüre ek olarak, tesis operatörlerinin kalmasını tercih ettiği kalsiyum ve magnezyum gibi diğer mineralleri de çıkarırlar. İstenen minerallerin yeniden eklenmesi için suyun arıtma işleminden geçmesi gerekir.
Suyun Zararlı Maddelerden Arındırılması İşlemi
Buna ek olarak, arsenik veya kurşun gibi tehlikeli maddelerin bir sıvıdan uzaklaştırılması, içme için güvenli kabul edilen seviyelere ulaşmak için gerekenden daha fazla sodyum klorür çıkarabilen daha yoğun bir tuzdan arındırma prosedürü gerektirir.
Araştırmacılar, aşırı filtrelemenin önemli bir enerji maliyeti olması nedeniyle iyonları bir sıvıdan seçici olarak uzaklaştırabilecek tek adımlı süreçler arıyor. Şimdi, İsrail’deki Tel Aviv Üniversitesi’nden Alon Herman ve arkadaşları tarafından böyle bir strateji öneriliyor.
Ekip tarafından geliştirilen bir yöntem kullanılarak iyonlar, aynı yüke sahip iyon türleri içinde bile sıklıkla değişen difüzyon katsayılarına göre ayrılıyor. Grup, iyonları asimetrik, salınımlı elektrik potansiyeline sahip bir makine olan “elektrik mandalına” yerleştiriyor. Potansiyel salınımların frekansı, bir iyonun elektronik mandaldaki hareket yönünü etkiliyor. Ekibin modeline göre, farklı difüzyon katsayılarına sahip aynı yüklü iyonlar, belirli frekanslarda zıt yönlerde itilebilir ve iyonların ayrılmasına izin verir. Difüzyon sabitlerinde gerekli fark %1 kadar az olabilir.
Ekip üyesi Gideon Segev, bu tekniğin su arıtmanın yanı sıra tuzlu sudan lityum geri kazanımı ve biyolojik süreçlerin kopyalanması için de kullanılabileceğini iddia ediyor. “Her canlı hücre zarının seçici bir iyon pompası olduğunu” iddia ediyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s52
