ヴァンダービルトの研究者チームは、水の処理と資源採掘に革命をもたらす可能性のある電気化学イオンポンピング (EIP) と呼ばれる新しい技術を開発しました。

研究では、出版された10月1日号に掲載自然の水は、電極を使用してイオンを吸着して除去する従来の電気吸着の一般的に使用されるプロセスにおける重大な制限を克服します。水。

研究者らによると、電極容量が限られているため、充電と放電サイクルを交互に繰り返す必要があるため、電気吸着の実用化は制限されているという。このような頻繁な切り替え中に、電極内の残留溶液が入ってくる溶液と混合し、電極内の溶液の量が減少します。エネルギー効率そしてイオン除去効果。

ただし、新しい EIP プロセスは、革新的な回線交換アプローチを実装することで、この長年の問題に対処しています。従来の方法とは異なり、EIP では、溶液の切り替えを中断することなく、連続的な一方向のイオン流が可能になります。これにより、混合が不要になり、操作の複雑さが軽減され、分離性能が向上すると研究者らは述べています。

EIP は非常に短い充放電サイクルで動作することもできるため、望ましくない副反応が制限され、単なる吸着能力ではなくイオン分離を強化する特性に焦点を当てた電極設計の新たな可能性が開かれます。

「我々は、電気吸着における主要なボトルネックの 1 つを効果的に解決しました」と、このプロセスの主任研究者で共同発明者の Longqian Xu 氏は述べています。「溶液切り替え時の混合を排除することで、EIP はパフォーマンスが向上し、幅広い環境用途で使用できるようになります。」

Shihong Lin、民事科学准教授環境工学と論文の責任著者は、EIP の可能性は淡水化をはるかに超えて広がっていると述べた。

「従来の電気吸着でできることは何でも、EIP でははるかに優れた性能を発揮できる可能性があります」と Lin 氏は述べ、このプラットフォームが電気化学分離研究コミュニティ内で興奮を生み出すことを期待しています。

潜在的な用途としては、汚染物質の選択的除去、水の軟化、廃水からの栄養素の回収、自然塩水や工業廃水からの金属抽出などが挙げられます。