Tái chế nước thải thành năng lượng và nước uống cho phi hành gia

Nếu như những báo cáo trước đây vào năm 2008 chỉ ra việc tái chế nước sinh hoạt và nước tiểu của phi hành gia thành nước và được NASA áp dụng cho những con tàu trước đó, nhưng thực sự thì sự kiểm định về hiệu quả của nó mãi cho tới thời điểm này mới có thể có những báo cáo chi tiết nhất bởi 2 nhà khoa học Eduardo Nicolau, Carlos R. Cabrera và các đồng nghiệp tại Đại Học Puerto Rico, Mỹ.

Cụ thể trong nghiên cứu này, các nhà khoa học nghiên cứu sâu về nước tiểu của phi hành gia. Họ đặt câu hỏi: có thể làm gì với nước tiểu của phi hành gia thay vì việc thải nó vào vũ trụ ?. Và NASA đã tài trợ cho họ để có thể tìm được câu trả lời. Kết quả là, các nhà nghiên cứu đã chắc chắn với nghiên cứu của mình trong việc biến nước tiểu thành nhiên liệu cho tàu và nước uống của phi hành gia với hiệu quả tái chế tối ưu.

Họ chỉ ra rằng, lượng chất thải của phi hành gia trong nhiệm vụ dài hạn ở ngoài Vũ trụ chiếm một nửa tổng lượng chất thải, vì vậy việc tái chế nó đóng vai trò rất quan trọng trong việc giữ cho môi trường sống của phi hành gia luôn trong sạch. Và khi bài toán chi phí cho việc lưu trữ nước trên tàu không gian là khá khó và tốn kém thì điều đầu tiên là họ sẽ tái chế lại lượng chất thải của phi hành gia. Với những nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng quá trình xử lý chất thải bằng quá trình lọc thẩm thấu có thể tạo ra một hợp chất mà khi kết hợp với các phần tử chuyển hóa năng lượng có thể tạo ra điện và sử dụng trực tiếp vào việc vận hành máy. Đội nghiên cứu đã tập trung xây dựng nghiên cứu dựa trên những nền tảng trước đó dành cho nước tiểu của phi hành gia trong không gian.

Họ đã thu thập nước tiểu và xử lý nó qua một thiết bị giống vòi sen và tiếp tục xử lý nó bằng cách sử dụng phương pháp thẩm thấu chuyển tiếp, một cách hiệu quả để lọc Urê – một thành phần chính của nước tiểu và nước. Hệ thống Urea Bioreactor Electrochemical của họ chuyển đổi ure thành Amoniac bằng phản ứng sinh học, và sau đó tiếp tục biến thành năng lượng nhờ một thiết bị chuyển hóa.

sc-2013-00342x_0006
Hình ảnh mô tả quá trình thẩm thấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống Urea Bio-Electrochemical System (Nguồn: ACS Publications)

 

Tác dụng và tính ứng dụng cao của hệ thống đã gây ra sự bất ngờ với các nhà nghiên cứu. Khởi đầu với việc nghiên cứu dành riêng cho hệ thống trong không gian, giờ đây nó đã có thể áp dụng cho bất kì hệ thống xử lý nước thải nào có chứa ure trong khu dân cư. “Hệ thống UBE có thể sử dụng trong bất kì hệ thống xử lý nước thải nào” nhóm nghiên cứu kết luận.

Như vậy là từ nay, việc xử lý chất thải trong không gian đã trở nên nhẹ nhàng hơn bao giờ hết, các phi hành gia có thể sử dụng chính những nước đó thể duy trì sinh hoạt trong không gian.


Biên dịch: Lưu Nhân Khải, theo rdmag.com

Link công bố:

E. Nicolau, J. J. Fonseca, et al.,”Evaluation of a Urea Bioelectrochemical System for Wastewater Treatment Processes”, ACS Sustainable Chem. Eng. , 2014, 2 (4), pp. 749-754.


CHIA SẺ ĐỂ LAN TỎA

0Shares
0

Bình Luận

comments

Bài viêt liên quan