Quantifying the potential of ultra-permeable membranes for water desalination

海水淡化 微咸水 浓差极化 反渗透 磁导率 环境科学 海水 正渗透 环境工程 采出水 渗透 化学 材料科学 地质学 盐度 海洋学 生物化学
作者
David Cohen-Tanugi,Ronan Killian McGovern,Shreya H. Dave,John H. Lienhard,Jeffrey C. Grossman
出处
期刊:Energy and Environmental Science [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:7 (3): 1134-1141 被引量:292
标识
DOI:10.1039/c3ee43221a
摘要

In the face of growing water scarcity, it is critical to understand the potential of saltwater desalination as a long-term water supply option. Recent studies have highlighted the promise of new membrane materials that could desalinate water while exhibiting far greater permeability than conventional reverse osmosis (RO) membranes, but the question remains whether higher permeability can translate into significant reductions in the cost of desalinating water. Here, we address a critical question by evaluating the potential of such ultra-permeable membranes (UPMs) to improve the performance and cost of RO. By modeling the mass transport inside RO pressure vessels, we quantify how much a tripling in the water permeability of a membrane would reduce the energy consumption or the number of required pressure vessels for a given RO plant. We find that a tripling in permeability would allow for 44% fewer pressure vessels or 15% less energy for a seawater RO plant with a given capacity and recovery ratio. Moreover, a tripling in permeability would result in 63% fewer pressure vessels or 46% less energy for brackish water RO. However, we also find that the energy savings of UPMs exhibit a law of diminishing returns due to thermodynamics and concentration polarization at the membrane surface.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
spiritpope发布了新的文献求助10
1秒前
Zzzhuan完成签到,获得积分10
1秒前
呆萌的鼠标完成签到 ,获得积分10
2秒前
光亮笑蓝完成签到,获得积分10
2秒前
小何发布了新的文献求助10
2秒前
嘉人完成签到 ,获得积分10
2秒前
秋秋发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
leexk完成签到,获得积分10
3秒前
坦率斑马完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
Melina完成签到 ,获得积分10
7秒前
小豆完成签到,获得积分10
7秒前
凶狠的绿兰完成签到,获得积分10
7秒前
惜墨发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
小何完成签到,获得积分10
8秒前
liyiliyi117完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
azzkmj发布了新的文献求助10
9秒前
好好想想完成签到,获得积分20
9秒前
万能图书馆应助林读书采纳,获得10
12秒前
12秒前
三伏天发布了新的文献求助10
12秒前
专注完成签到,获得积分10
13秒前
客念完成签到 ,获得积分10
13秒前
wangjingli666完成签到,获得积分0
13秒前
monet完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
坚强的寒风完成签到,获得积分10
14秒前
甜柠檬发布了新的文献求助10
14秒前
充电宝应助tyj采纳,获得10
14秒前
GGbond完成签到,获得积分10
16秒前
leadsyew完成签到,获得积分10
17秒前
Quanquan完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Yaws' Handbook of Antoine coefficients for vapor pressure 500
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2551660
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2177723
关于积分的说明 5610647
捐赠科研通 1898626
什么是DOI,文献DOI怎么找? 947949
版权声明 565534
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 504214