発電と廃水のろ過を同時に実現

2023 年 2 月 23 日

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雨、海水、地下水、河川水、下水、廃水などのさまざまな水資源を飲料水または利用可能な水に浄化するのは、高エネルギーのプロセスです。 しかし、もし水の浄化プロセス中に電気が生成できたらどうなるでしょうか? 共同研究チームは今回、廃水を飲料水に浄化しながら同時に発電できる多機能膜を開発した。

韓国科学技術研究院(KIST)は、電子材料研究センターのJi-Soo Jang博士のチームと明知大学材料科学工学部のTae-Gwang Yuon教授のチームが共同で先進的な技術を開発したと発表した。飲料水の供給と、下水/廃水、海水、地下水などのさまざまな水資源からの連続発電を同時に行うことができる膜です。

「サンドイッチ状」膜は、水をろ過する底部の多孔質膜と、電気を発生する上部の導電性ポリマーで構成されています。 膜は水の流れの方向を制御することで廃水を浄化するように設計されています。 膜に垂直に流れる水は、水平方向のイオンの移動により直流を発生します。 メンブレンは、サイズが 10 nm 未満の汚染物質の 95% 以上を除去できます。 そのため、廃水中のマイクロプラスチックや重金属粒子を除去でき、わずか10μl（マイクロリットル）の水で3時間以上の連続発電が可能です。

メンブレンはサイズの制限がなく、簡単な印刷プロセスで製造できるため、製造コストや加工時間が低く、実用化の可能性が高い。

研究チームは現在、この膜を実際の工場向けに開発し、廃水の水質を飲料水レベルまで改善しながら発電する追跡研究を進めている。 KISTのJi-Soo Jang博士は、「水不足問題の解決と環境に優しいエネルギーの生産を同時に実現できる新しい技術として、水質管理システムや水質管理システムにも大きな応用の可能性がある」と研究に関する意見を述べた。非常用電源システムです。」

この研究は『Advanced Materials』誌に掲載され、同号の表紙に選ばれました。

詳しくは： Ji-Soo Jang 他、同時エネルギー生成と水浄化のための多機能膜上の双方向水流挙動、先進材料 (2022)。 DOI: 10.1002/adma.202209076