Специалисты университетов Райса и Вандербильта создали платформу электрохимической ионной накачки (EIP). Она способна одновременно опреснять промышленные сточные воды и избирательно улавливать тяжёлые металлы. Это эффективная альтернатива существующим методам, таким как обратный осмос или химическое осаждение.

Обычно электросорбционные системы заставляют операторов многократно останавливать процесс очистки, физически заменяя жидкие растворы между циклами захвата и высвобождения. Новая разработка устраняет этот недостаток. Здесь происходят быстрые изменения в электрической цепи, позволяя ионам непрерывно перемещаться в одном направлении через систему.

Поддержание исключительно стабильного напряжения на поверхности электрода позволяет использовать электрический потенциал в качестве точного регулятора для программирования того, какие ионы захватываются или высвобождаются. Если применяется режим более высокого напряжения, система работает только для опреснения. Это позволяет соли и меди переходить в принимающий поток, не осаждаясь на электроде.

Изображение: Getty Images

Если снизить напряжение ниже порога реакции меди, электрод становится магнитом для металлов. Он собирает медь, позволяя солям проходить.

Когда в тестах использовали более сложную смесь с содержанием меди, никеля и натрия, система также справилась с поставленной задачей. Используя пять электродов, разработчики настроили напряжение на извлечение меди из раствора, позволяя проходить никелю и натрию. За 4 часа установка удалила 85% соли и извлекла свыше 92% обоих металлов из раствора. В составе осадка на электроде 96% приходилось на медь, а остальное главным образом на никель.

Таким образом, промышленные предприятия получат возможность сэкономить средства на вывозе токсичного осадка. Они смогут очищать промывочную воду для немедленного повторного использования, получая медь высокой чистоты из своего очистного оборудования.