Transformar água do mar em água doce usando eletricidade próxima do mínimo termodinâmico da separação, de modo que a dessalinização deixe de ser limitada pela conta de energia.
Escopo
Dentro: dessalinização de água do mar por membranas (osmose reversa, eletrodiálise) e a recuperação de energia e o estagiamento em torno delas. Fora: as próprias membranas, que são materials/high-selectivity-membranes; o reúso de água salobra e de efluentes, que partem de salinidade muito menor e precisam de menos energia; e a fonte de energia, que pertence ao domínio de energia.
Consumo específico de energia principalfaltam 0,5 ordens de grandeza
Energia usada para produzir um metro cúbico de água doce. Quanto menor, melhor.
Atual (2021-01-01)3 kWh m⁻³
Meta1 kWh m⁻³
Limite–
Condições. Alimentação com água do mar, eletricidade por metro cúbico de água doce.
Por que esta meta. Um valor redondo escolhido pelo atlas, não definido por uma agência: cerca do nível que um estudo de simulação atingiu para osmose reversa em água do mar diluída osmoticamente (0,96 kWh/m3), e um terço do valor atual, para que a energia deixe de dominar o custo da água dessalinizada.
Observação. Melhor valor encontrado em uma medição com água do mar natural nesta passagem inicial: eletrodiálise em múltiplos estágios, não osmose reversa. A busca no nível dos resumos não encontrou um número medido de osmose reversa em escala plena com valor citável, então o estado da arte real pode ser menor; um curador deve substituir este valor por uma medição de osmose reversa em escala plena.
Usinas práticas já operam perto do limite termodinâmico
altalimite fundamentalcamada: princípioaberta
A osmose reversa e a eletrodiálise reversíveis consomem a energia livre de Gibbs da separação, e a energia prática de ambas só se aproxima desse mínimo à medida que o número de estágios cresce. Revisões afirmam que a maioria das tecnologias de dessalinização já opera perto do seu limite, então a redução restante é limitada e cada passo custa capital. O valor numérico do mínimo está no corpo dos artigos citados e ainda não está registrado aqui.
Permeabilidade e seletividade da membrana são um compromisso
altaengenhariacamada: dispositivoativa
As membranas de osmose reversa trocam permeabilidade à água por rejeição de sal. A análise de membranas biomiméticas indica o que uma membrana mais permeável e sem defeitos poderia oferecer para a dessalinização de água do mar, mas essas membranas ainda não são um produto comercial.
Membranas de alta seletividadeA permeabilidade e a seletividade da membrana definem o quanto a dessalinização em estágios pode se aproximar do mínimo termodinâmico.
Necessária para
Nada no atlas depende dela ainda.
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