Avsaltning med keramikmembran kan ge nästan noll vätskeutsläpp

Ny forskning visar att vakuumbaserad avsaltning med keramiska membran kan återvinna nästan allt vatten – och samtidigt kraftigt minska mängden restvätska. Tekniken kan få stor betydelse för vattenförsörjningen i torra och kustnära områden.

Vattenbrist är ett växande globalt problem i takt med att klimatförändringar och befolkningstillväxt ökar trycket på färskvattenresurser. Att omvandla havsvatten eller salta restströmmar till dricksvatten har blivit en viktig lösning – men dagens teknik har sina begränsningar. I en ny doktorsavhandling undersöker Nadin Al-Jariry möjligheterna med vakuummembrandestillation (VMD), en termiskt driven avsaltningsmetod som använder keramiska membran i stället för polymera.

– VMD kan i bästa fall nå nästan noll vätskeutsläpp genom att återvinna nästan allt vatten som behandlas och minska mängden saltkoncentrat, säger Nadin Al-Jariry, forskare i kemiteknik vid Luleå tekniska universitet.

Till skillnad från den vanligaste metoden, omvänd osmos, begränsas VMD inte av osmotiskt tryck och lämnar utrymme för att även återvinna mineraler ur det koncentrerade saltlösningen. Det gör tekniken särskilt intressant som komplement till eller ersättning för omvänd osmos i regioner med vattenbrist och där hållbar vattenåteranvändning är avgörande.

Stabilare membran och ytor som stöter bort vatten

Under arbetet upptäckte forskaren att vissa asymmetriska keramiska membran uppvisade hög stabilitet vid långvarig drift, något som traditionella polymermembran har svårt att klara. Dessutom lyckades hon skapa ett superhydrofobt membran genom ytmodifiering – en beläggning som gör att vattnet ”rinner av” membranet och minskar risken för att det täpps igen eller förlorar sin funktion.

– Det superhydrofoba membranet visade tecken på självrenande egenskaper, vilket är lovande. Men det var inte tillräckligt hållbart vid mekanisk och termisk påverkan, säger Nadin Al-Jariry.

Resultatet visar på en kompromiss mellan ytfunktion och mekanisk styrka, och öppnar upp för framtida forskning kring keramiska membran med flera skikt eller hybridmaterial som kan kombinera båda egenskaperna.

Vattenlösningar för framtidens samhällen

De tekniska framstegen som presenterats i avhandlingen bidrar till utvecklingen av framtidens avsaltningssystem – system som inte bara tar hänsyn till vattenkvalitet och energieffektivitet utan också miljöpåverkan. Med förbättrade keramiska membran och smarta ytegenskaper kan både industrier och kommuner som ligger i områden med begränsade vattenresurser få tillgång till pålitliga lösningar för sina vattenbehov.

– Den här typen av teknik kan bli en viktig pusselbit för att bygga robusta vattensystem i ett förändrat klimat, säger Nadin Al-Jariry.

På sikt kan tekniken bidra till både klimatanpassning och en mer cirkulär vattenekonomi – där varje droppe räknas.