Ett membran av porösa kolfiberstrukturer som odlas på ett poröst keramiskt substrat är mer effektivt vid filtrering av havsvatten än befintliga liknande membran.

Konstruerade porösa membran kan hjälpa till att återvinna sötvatten från starkt förorenat grundvatten och havsvatten, som är av avgörande behov i utvecklingsländer och torra miljöer som Arabiska halvön. Konventionella vattenavsaltningsprocesser är beroende av polymermembran. Dock, om dessa membran uppnår mycket bra saltavstötning, de kan inte uppfylla det nödvändiga höga sötvattenflödet.

Zhiping Lai och kollegor från KAUST har utvecklat kolkompositmembran som består av ett nätverk av kolfibrer som deponeras på ett poröst, ihåligt keramiskt rör. Dessa membran är "de första som kan användas i alla tre membranbaserade avsaltningsprocesser, nämligen membrandestillation, omvänd osmos och framåt osmos, "säger Lai. Dessa membran kan samtidigt avvisa allt salt plus släppa stora mängder sötvatten genom sina nanoskopiska porer samtidigt som de förbrukar lite energi. Vattenflödena är upp till 20 gånger högre än för kommersiella membran.

Dessa resultat kommer från en unik gränssnittssaltning, som skiljer sig från en lösningsdiffusionsmekanism observerad i polymermembran, förklarar Lai. Ena sidan av membranet är nedsänkt i saltvatten medan den andra är i kontakt med sötvatten, skapa ett gap mellan två vätskeytor. "Vatten avdunstar från saltvattnet och passerar snabbt genom kolgapet innan det kondenserar på sötvattensidan. Tack vare kolfibrernas utmärkta värmeledningsförmåga, det mesta av energin kan återvinnas, vilket minskar energiförbrukningen med mer än 80 procent, "tillägger Lai.