Miniaturní turbína z 3D tiskárny umí odsolovat mořskou vodu a vejde se do dlaně

Vědci z GE Global Research (GRC) společně s americkým ministerstvem energetiky pracují na vývoji super odsolovacího přístroje, který se vejde do lidské dlaně.

Inovativní řešení obsahuje miniaturizovanou parní turbínu, tedy stroj původně vyvinutý k výrobě elektřiny. Bude-li přístroj úspěšně dokončen, mohl by snížit náklady na odsolování o plných dvacet procent. Tím by se prolomila nákladová bariéra, jež dosud bránila většímu rozšíření odsolovacích systémů.

Mini odsolovací přístroj kombinuje 3D tisk s bohatými zkušenostmi a znalostmi GE v oblasti turbo strojírenství a fluidní dynamiky. Výzkumní pracovníci GE Doug Hofer a Vitali Lissianski jich použili ke smrštění parní turbíny, jež by normálně zabrala celou školní tělocvičnu.

Klíčová část projektu se soustřeďovala na použití 3D tisku pro miniaturizaci turbo expanzéru modelovaného podle vzoru parní turbíny GE. (Turbo expanzér je stroj, který zajišťuje expanzi stlačeného plynu, takže je možné použít ho pro práci.)

Jen málo lidí na světě má takové zkušenosti a znalosti technologie parní turbíny jako Doug Hofer, který vedl tým pro parní turbíny v energetické a vodní divizi GE.

„V tradiční parní turbíně dochází ke kondenzaci páry a její přeměně ve vodu,“ vysvětluje. „Říkali jsme si, že stejný princip by možná šlo použít k odsolování.“

Jediný rozdíl by podle něj byl v tom používat turbínu ke zmražení solného roztoku namísto kondenzace páry na vodu, jak se tomu děje v parní turbíně. Zmražením solného roztoku by se přirozeně oddělila sůl od vody, sůl by se změnila v pevné skupenství a voda v led.

Lissianski a Hofer dnes spolupracují s americkým ministerstvem energetiky na projektu, jehož cílem je nový koncept odsolovacího zařízení otestovat.

Skutečnost je dnes taková, že 97,5 % potenciálních zásob pitné vody zůstává nevyužito, je uvězněno ve slaných oceánech a voda je nevhodná pro lidskou spotřebu. Toto vše se děje tváří v tvář rostoucímu nedostatku pitné vody. Podle OSN ohrožuje nedostatek pitné vody 1,2 miliardy lidí, tedy plnou pětinu světové populace.

Technologie inspirovaná miniaturizovanou parní turbínou by tohle všechno mohla změnit. A není důvodu se domnívat, že to není možné. Ukázalo se, že pokroky v miniaturizaci měly vždy značný dopad.

Například aplikace Mooreova zákona ve světě polovodičů zmenšila velikost počítačových čipů natolik, že mobilní telefony dnes mají větší výpočetní výkon než superpočítače velikosti celé místnosti před několika desetiletími.

V oblasti ultrazvuku zmenšily technologie miniaturizace konzole na velikost telefonního displeje a vejdou se pohodlně lékaři do kapsičky u pláště. Lékaři dnes mohou poskytovat vysoce kvalitní péči v oblastech, kde byl dříve přístup omezený nebo nemožný.

A parní turbíny? Ty se už ukázaly jako jedna z klíčových inovací šířících elektřinu prakticky do každé domácnosti a podniku. Pokud by se je podařilo miniaturizovat, mohly by být klíčem k rozšíření odsolovacích zařízení po celém světě.