อนาคตใหม่แห่งการบำบัดน้ำเสียในโรงงานอุตสาหกรรมด้วยตัวกรองรุ่นใหม่ที่ผลิตจาก ‘กราฟีน’ ที่มีทั้งความแข็งแรงทนทาน ประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อมมากกว่ากระบวนการที่เคยมีมา
ลองจินตนาการถึงตอนเอาเส้นบะหมี่หรือมาม่าออกจากน้ำดูครับ คุณจะปล่อยให้น้ำระเหยไปจนหมดหรือใช้กระชอนตักขึ้นมา? แน่นอนว่าหลายคนต้องใช้กระชอนแต่ในอุตสาหกรรมนั้นยังมีอีกมากที่ใช้ความร้อนในการแยกของเหลวออกจากสิ่งอื่น ๆ ในบางกรณีอย่างเช่นสารเคมีนั้นการกรองอาจเป็นเรื่องยากเพราะการแยกสสารที่เกิดขึ้นต้องเกิดขึ้นในระดับอะตอม
แต่โดยทั่วไปแล้วการแยกสสารออกจากของเหลวนั้นมักใช้เยื่อหรือตัวกรอง แต่ตัวกรองเหล่านี้มักทำจากโพลีเมอร์ซึ่งมีความเปราะบางซึ่งสามารถพังหรืออุดตันได้ง่ายในงานอุตสาหกรรม เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว Via Separations ซึ่งเป็น Startupจาก MIT ได้พัฒนาเยื่อที่มีราคาถูกและทนทานขึ้นมาจาก ‘กราฟีนออกไซด์’ โดยสามารถลดการใช้พลังงานในการแยกได้ถึง 90%
แล้วผลลัพธ์ที่ได้สำคัญอย่างไร? กระบวนการคัดแยกนั้นใช้พลังงานคิดเป็น 22% สำหรับโรงงานต่าง ๆ ในสหรัฐอเมริกา (ข้อมูลจาก Oak Ridge National Laboratory) ซึ่งเยื่อกรองแบบใหม่นี้จะช่วยลดทั้งพลังงานและการปลดปล่อยที่เกิดจากกระบวนการคามร้อนได้เป็นอย่างดี
แนวทางการพัฒนานั้นเกิดขึ้นจากการพูดคุยกับลูกค้าเพื่อหาความเป็นไปได้ใหม่ ๆ โดยอุตสาหกรรมกระดาษเป็นเป้าหมายแรกที่เกิดขึ้น เพราะกระบวนการผลิตกระดาษนั้นเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมอย่างมากในหลายมิติ และอุตสาหกรรมกระดาษนี้เองใช้พลังงานของสหรัฐอเมริกามากถึง 2% ซึ่งถือว่าเป็นสัดส่วนที่มีการใช้พลังงานมหาศาล
กระบวนการผลิตกระดาษนั้นจะใช้สารเคมีทำลายพันธะระหว่างไม้เพื่อสร้างเยื่อไม้ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของกระดาษ กระบวนการนี้สร้างสิ่งที่เรียกว่า Black Liquor ซึ่งเป็นพิษขึ้นมาและในอดีตนั้นมีการปล่อยลงแหล่งน้ำเสียด้วย เพื่อแก้ไขปัญหาผู้ผลิตกระดาษใช้การต้มน้ำให้เดือดเพื่อแยกน้ำและสารเคมีอกจากกันและน้ำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการอื่น ๆ ซึ่งปัจจุบันใช้เชื้อเพลิงชีวมวลเพื่อสร้างพลังงาน ซึ่ง Via Separations วางแผนเพื่อใช้ตัวกรองกราฟีนออกไซด์นี้สำหรับกระบวนการดังกล่าว ซึ่งจุดเด่นอยู่ที่ความทนทานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายรวมถึงการทนทานต่อระดับ PH ที่แตกต่างและอุณภูมิที่ไม่เป็นมิตรกับวัสดุด้วยเช่นกัน
เป้าหมายในอนาคตสำหรับ Via Separations คือ กลุ่มอุตสาหกรรมยา การกลั่นน้ำมัน และผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รวมถึงธุรกิจที่ใช้การจับคาร์บอนเป็นกลไกหลักอื่น ๆ
ที่มา:
News.mit.edu
เนื้อหาที่น่าสนใจ:
Pasta Henshin! ยุคใหม่ของการผลิตอาหารมาถึงแล้ว
