Opis projektu
Nowa metoda oczyszczania wody
Nasze wody powierzchniowe i ujęcia wody pitnej stoją w obliczu rosnącego zagrożenia ze strony mikrozanieczyszczeń organicznych (OMP) pochodzących z odpadów przemysłowych, rolniczych i farmaceutycznych. Obecne technologie membranowe, takie jak odwrócona osmoza, mają pewne wady, takie jak energochłonność i problematyczne strumienie odpadów w formie solanki. Mając to na uwadze, zespół finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu MOSAIC dąży do znalezienia sposobu na zmniejszenie retencji soli. Mówiąc konkretniej, naukowcy skupią się na opracowaniu membran o układzie mozaikowym – posiadających niewielkie, przeciwnie naładowane elementy. Wykorzystując skalowalne podejście wykorzystujące materiały zwane wielowarstwami polielektrolitowymi, membrany te charakteryzują się ponad 99 % retencją OMP i wysoką przepuszczalnością wody. Projekt MOSAIC nie tylko obiecuje skuteczne oczyszczanie wody, ale także oferuje podstawową wiedzę na temat transportu masy przez membranę, która pomoże w zapewnieniu zrównoważonej przyszłości zasobów wodnych.
Cel
Our surface and drinking water sources are increasingly threatened by the presence of organic micropollutants (OMPs). OMPs are small molecules (100-1000 Da) that originate from industrial, agricultural and pharmaceutical residues, and can cause long-term harm to humans and ecosystems. While OMPs can be removed from water with existing membrane technologies (e.g. reverse osmosis), these methods have significant limitations: they are energy-intensive and lead to problematic brine waste streams, due to their low water and salt permeability.
In this project I aim to solve these limitations by building charge-mosaic membranes; membranes with small (nm2) oppositely charged patches that allow coupled passage of negative and positive ions. This design, aimed at reducing salt retention, was conceived over 90 years ago, but was never realized in a scalable manner due to its challenging design. Here, I propose a simple and fully scalable approach to achieve such membranes, using polyelectrolyte multilayers (PEMs) of oppositely charged polymers. I will build these charge-mosaic membranes using ultrathin, ultradense layers in an asymmetric PEM approach to achieve a very high (> 99%) retention of OMPs and a high water permeability.
Combined with state-of-the-art modelling, this project will also provide new fundamental insights into membrane mass transport. Moreover, the project will directly lead to membranes with unique separation properties, allowing the design of completely new processes to effectively remove OMPs from waste water and drinking water.
ter.
Dziedzina nauki
- engineering and technologyenvironmental engineeringwater treatment processesdrinking water treatment processes
- engineering and technologyenvironmental engineeringwater treatment processeswastewater treatment processes
- engineering and technologychemical engineeringseparation technologiesdesalinationreverse osmosis
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
7522 NB Enschede
Niderlandy