해수 담수화 및 희토류 회복에서의 진보

Hiroki Miyata

막 증류를 위해 설계된 PTFE 중공 섬유 멤브레인

Hiroki Miyata
에너지 및 전자 재료 실험실 보조 관리자

종종 "물 행성"으로 묘사 된 지구는 수자원의 0.01%만이 인간의 사용에 직접 접근 할 수있는 역설에 직면하고 있으며, 대부분 대다수는 해수 또는 극지 빙하에 갇혀 있기 때문입니다. 이 부족한 자원이 생명을 유지하고 다양한 산업을 지원하는 데있어 중요한 역할을 감안할 때 증가하는 물 부족을 해결하는 것이 중요합니다.

바카라 사이트 Electric Group은 현재 고급 수처리 솔루션의 초석 인 Poreflontm 중공 섬유 멤브레인을 개발하기 위해 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE) 다공성 기술에 대한 전 세계적으로 인정 된 전문 지식을 활용했습니다. 물을 필터링하고 정화하는이 혁신적인 수처리 기술은 아시아와 북미 전역의 환경 보존 노력에 핵심적인 역할을합니다. 우리의 최신 연구는 해수를 탈염시키고 수자원에서 희토류 요소를 회수하는 차세대 PTFE 멤브레인을 성공적으로 상업하여 물 부족과 환경 문제를 해결함으로써 이러한 약속을 더욱 발전 시켰습니다..

해수 담수화를위한 막 증류에 초점

바카라 사이트 Electric Group의 PTFE 멤브레인*은 하수 및 산업 폐수 처리에서 시장을 이끌었습니다. 전통적으로, 이들 막은 폐수를 필터링하여 고체를 제거했다. 그럼에도 불구하고, 해수 담수화에 대한 확대 수요는 우리에게 고체뿐만 아니라 해수에 용해 된 소금도 분리 할 수있는 방법을 설계하게 만들었습니다.

우리는 회수율이 높은 담수를 생산할 수있는 막 증류에 중점을 두었습니다. 이 과정에서 해수가 가열되고 수증기만이 막을 통과하여 담수를 생산합니다. 그러나 광범위한 연구에도 불구 하고이 과정의 요구 사항을 충족시키는 막 개발되지 않았습니다. 이로 인해 PTFE 멤브레인의 배치를 잠재적으로 적합한 솔루션으로 고려했습니다.

*ptfe (Polytetrafluoroethylene Tetrafluoride) 막
PTFE는 비 흡착성, 낮은 마찰, 화학 저항, 날씨 저항, 전기 특성 및 내열성으로 인해 다양한 산업 응용 분야에서 사용되는 플라스틱 재료입니다. 그것은 매우 소수성이며, 단일 물질로 만들어진 중공 섬유 막으로서 다른 재료보다 8 ~ 10 배 더 강합니다. 바카라 사이트 Electric Industries Group은 PTFE의 이러한 특성을 활용하여 수처리를위한 여과막으로 사용합니다.

막 증류 (왼쪽)와 바카라 사이트 여과 (오른쪽) 사이의 수처리에서의 더 피어스

멤브레인 증류에 적합한 세계 최초의 PTFE 멤브레인 개발

도전은 높은 수압 저항성과 가스 투과성을 모두 달성하는 것이 었습니다. 많은 양의 수증기가 통과되면 막에 상당한 압력이 가해집니다. 기공의 크기를 줄이면 막이 강력 해지지만 동시에 물 증기 투과성을 방해하여 생산 된 담수의 양을 줄이고 효율을 줄입니다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 중공 섬유 막의 종래의 다층 구조를 단일 층으로 변환하고 기공 크기를 최소화하여 수압에 대해 강화합니다. 그 후, 우리는 막을 얇고 밀도로 모듈에 포장하여 가스 투과성을 증가시켰다. 이러한 조정은 막의 투과성과 전체 모듈의 유속을 향상시켰다. 이는 재료 및 프로토 타입의 엄격한 평가에서 바카라 사이트 Electric Fine Polymer, Inc.와의 협력 노력과 함께 PTFE 멤브레인 모듈의 개발에 정점을 이루었습니다. 이 모듈은 17 L/h/m²의 평균 수 유량과 현저한 99% 소금 제거 속도를 달성합니다. 이 결과는 상당한 획기적인 획기적인 것으로 나타 났으며,이를 탈염, 희토류 회복 및 소금 오염 제거에 잠재적 인 응용과 함께 멤브레인 증류에 실용적으로 세계 최초의 PTFE 막 모듈을 실용적으로 만듭니다..

바카라 사이트 Poreflon ™ 중공 섬유 멤브레인 (왼쪽) 및 그 표면 (오른쪽)의 미세 구조.
PTFE Poreflon ™ 중공 섬유 막 (왼쪽) 및 표면 (오른쪽)의 미세 구조.

글로벌 물 부족에 대한 해결책 추구

내가 회사에 합류 한 이후 세계의 물 부족을 해결하려는 나의 목표는 여전히 꾸준히 유지되었습니다. 우리는 소규모 R & D 단위이지만, 우리 팀은 기본 연구에서 해외 생산 확장에 이르기까지 광범위한 활동을 맡았으며 나이에 관계없이 다양한 책임을 맡았습니다. 이 직업에서 가장 보람있는 부분은 우리 제품이 사회에 미치는 영향을 보는 것입니다. 현재, 우리는 PTFE 멤브레인의 생산 기술을 개선하여 저렴한 비용으로 이용할 수 있도록 중점을두고 있습니다. 앞으로, 우리는 바카라 사이트 Electric Group의 포괄적 인 강점을 활용하여 전 세계적으로 수처리 문제를 해결하는 비즈니스 개발에 혁신적인 수처리 시스템 및 고객 서비스를 제공하는 것 이상을 생각합니다..

Hiroki Miyata

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