ALTIN 436,98
DOLAR 7,3467
EURO 8,9437
BIST 1.536
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Marangoni etkisi, okyanustan tatlı su çıkarmak için kullanılabilir

17.12.2020
124
A+
A-
Marangoni etkisi, okyanustan tatlı su çıkarmak için kullanılabilir

Araştırma, biriken tuzu kendiliğinden giderebilen bir güneş tuzdan arındırma cihazı sunuyor. Gelecekte bu keşif, zaman içinde istikrarlı verimliliklere sahip sürdürülebilir tuzdan arındırma sistemlerinin geliştirilmesine yol açabilir.

Bu sorunun üstesinden gelmek, zaman içinde düzenli bir tatlı su üretimi sağlamak için önemlidir. Son zamanlarda, tuz birikimini sınırlama potansiyeline sahip, tıkanma önleyici özelliklere sahip yenilikçi nano yapılı malzemeler önerilmiştir. Ancak, bu malzemelerin yüksek maliyeti ticari prototiplerin büyük ölçekli üretimini zorlaştırmaktadır.

Bu soruna dayanarak, Massachusetts Institute of Technology (MIT) ile işbirliği içinde Politecnico di Torino (SMaLL) Enerji Departmanından bir mühendis ekibi tuzdan arındırma cihazlarında tuz parçacıklarının taşınmasının altında yatan mekanizmaları kapsamlı bir şekilde inceledi. Çalışma, deneysel gözlemler ile klasik tuz taşıma teorik modelleri arasındaki tutarsızlığa dikkat çekildikten sonra başladı.

Özellikle, Politecnico di Torino mühendisleri, Compagnia di San Paolo (MITOR projesi) ve CleanWaterCenter (CWC) tarafından finanse edilen iki yıldan fazla sayısal ve laboratuvar araştırmalarından sonra, tuz taşımasındaki bu büyük fark, sözde Marangoni etkisinden kaynaklanmaktadır. .

Bu keşfe dayanarak, Eliodoro Chiavazzo ve Pietro Asinari, Politecnico di Torino (Matteo Morciano, Matteo Fasano, Ulusal Metrolojik Araştırma Enstitüsü – INRiM) ve MIT (Svetlana V.) Bilimsel Direktörü, kendi kendini yok edebilen bir prototip yarattı.

Marangoni etkisi, doğada da var olan ve günlük yaşamda gözlemlenebilen bir olgudur: “Sulu bir çözeltide, sıvı moleküller, ‘kohezif kuvvetler’ adı verilen kuvvetler oluşturan moleküller arası bağlar yoluyla birbirleriyle etkileşime girer.

Farklı konsantrasyonlara sahip iki çözümün farklı kohezif güçleri olacaktır. Bu konsantrasyon varyasyonunun ve dolayısıyla kohezif kuvvetlerin varlığı, sıvının düşük konsantrasyon bölgelerinden uzağa akmasına neden olarak bir yeniden karıştırma işlemi yaratır.

Bu etki, sallandığında kadehin duvarlarında görülen şarabın ‘gözyaşlarından’ sorumludur. Sıvıdaki konsantrasyondaki bir değişikliğe bağlı olarak Marangoni etkisi, bu nedenle, farklı konsantrasyonlardaki solüsyonların yeniden karıştırılmasını artırmak için tasarlanabilir ve kullanılabilir.

Tuzdan arındırma cihazımızda (arıtılmış çözeltilerin farklı konsantrasyonlarda deniz suyuna dayandığı) bu fenomen, buharlaştırıcılarda tuz birikiminin önlenmesine, damıtılmış suyun sürekli ve kalıcı üretkenliğine ve bozunmaya maruz kalan bileşenlerin korunmasına izin verir.

Politecnico di Torino Enerji Departmanı araştırmacısı ve çalışmanın ilk yazarı olan Matteo Morciano, “Stratejimiz, bu etkiden tam olarak yararlanabilecek ve cihazın gelecekteki ticari uygulamalarına doğru bir adım daha atabilecek bir cihaz tasarlamaktı” diyor.

Mevcut versiyonda ve yaklaşık bir metrekarelik güneş enerjisinin soğurulduğu bir alan dikkate alındığında, tuzdan arındırma cihazı günde 15 litreden fazla su sağlayabilir.

Ayrıca, Marangoni etkisi sayesinde, tuz giderme işlemi, spontan difüzyona dayalı tahminlerden 100 kata kadar daha hızlıdır, böylece bileşenlerin özelliklerinin hızlı bir şekilde yenilenmesini destekler.

Prestijli Energy and Environmental Science dergisinde yayınlanan bu araştırmanın sonuçları, yeni nesil tuzdan arındırma materyalleri ve cihazlarının tasarımında önemli etkilere sahip olabilir ve biriken tuzu kendiliğinden ‘kendi kendine temizlemelerine’ olanak tanır ve kararlı ve uzun süre garanti sağlar.

Prototipi sanayileştirilebilir ve daha çok yönlü hale getirmek amacıyla Politecnico di Torino’nun CleanWaterCenter’ında daha fazla araştırma devam etmektedir.

Referans: Matteo Morciano, Matteo Fasano, Svetlana V. Boriskina, Eliodoro Chiavazzo ve Pietro Asinari, 14 Eylül 2020, Energy and Environmental Science, “Yüksek üretkenliğe ve Marangoni etkisine dayalı tuz reddine sahip güneş enerjisi pasif damıtıcı”.

ETİKETLER: , , ,
BİR YORUM YAZIN
ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.