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Jan 28, 2024

UCLA 工学部教授が複数の DOE と National Alliance for Water Innovation Grants を受け取る

UCLA Samueli Da sinistra: Yoram Cohen, Eric Hoek, David Jassby 9 agosto 2022 3 persone

UCLA サムエリ左から: ヨラム・コーエン、エリック・フック、デビッド・ジャスビー

2022 年 8 月 9 日

UCLA サムエリ工学部の 3 人の教授 (ヨラム・コーエン、エリック・フック、デビッド・ジャスビー) はそれぞれ、エネルギー効率が高くコスト競争力のある水処理技術を研究するために、全米水イノベーション同盟 (NAWI) から多額の資金援助を受けています。 2017 年に設立された NAWI は、米国の水の安全保障問題に対処するために設計されたエネルギー水淡水化ハブを設立するために米国エネルギー省と提携した研究コンソーシアムです。

コーエン、フック、ジャスビーは、カリフォルニア・ナノシステム研究所そして環境サステナビリティ研究所 UCLAで。 NAWI が資金提供した 3 つの研究プロジェクトのそれぞれを以下で取り上げます。

化学および生体分子工学の著名な教授であり、UCLA サムエリ大学執行委員会の委員長であるヨラム・コーエン氏は、ローレンス・バークレー国立研究所およびカリフォルニア州立大学サンバーナーディーノの研究者と協力して、自律的かつ自己適応的な分散型水処理および脱塩システムを開発しています。これは、システム制御、管理、意思決定サポートのための高度な機械学習/人工知能によって導かれます。 コーエン氏らはすでに、地域の給水を浄化するためのこのようなシステムの第一世代の実用的なプロトタイプを構築し、実証している。サリナス渓谷の恵まれないコミュニティ。

NAWI の 3 年間で 220 万ドルの助成金は、水の供給と需要、水質の変化などの動的なシナリオに自律システムがどのように適応するかを改良するなど、機械学習を使用して自律システムを最適化する研究を支援します。 研究者らはまた、そのようなシステムに関連するエネルギー消費、消耗品、人件費のコスト削減と現在の運用コストの分析も行う予定です。

UCLAサムエリ校の土木・環境工学教授エリック・フック氏と彼の同僚らは、工業プロセスから発生する廃水を処理するために実現可能で耐久性のある逆浸透（RO）膜を設計する方法を模索する予定だ。 このような廃水は塩分濃度が非常に高く、塩分濃度は 1 リットルあたり 200,000 ミリグラムを超えます。 比較すると、海水の総溶解固形分は平均して約 35,000 mg/l です。

高塩分濃度の塩水を処理するために現在必要とされている圧力は、既存の RO 膜では耐えられないほど過酷であり、膜が押しつぶされたり変形したりして、ピンホールサイズの欠陥が生じる可能性があります。 の3年間、330万ドルのNAWI補助金必要な高圧に耐えることができる新しいクラスの RO 膜の開発に焦点を当てた研究への資金提供を支援し、高塩分濃度の塩水から水を回収するエネルギー消費とコストの両方を最大 50% 削減します。 UCLA チームは、コロラド州ゴールデンにある国立再生可能エネルギー研究所の同僚と協力します。 コネチカット大学。 ウィスコンシン大学。 そしてイェール大学。

フックは UCLA の学部長でもあります。サステナブルLAグランドチャレンジと学部の科学者ローレンス・バークレー国立研究所 。 11 社のテクノロジー企業の共同創設者である Hoek 氏は、最近、水管理に関する2冊の本を執筆。

土木・環境工学准教授のデビッド・ジャスビー氏は、脱塩処理に向かう汽水から、有機物、カルシウムやケイ酸塩などの溶解鉱物、中性に帯電した小さな汚染物質など、複数の水質汚染物質を除去するためのモジュール式前処理システムに取り組む予定だ。 汽水（淡水よりも塩分が多く、海水よりも塩分が少ない）は、環境中に自然に発生しますが、冷却などの特定の産業活動の結果でもあります。

同盟が提供するのは、3年間で200万ドルの助成金供給流をより柔らかくし、ケイ酸塩を含まないものにすることで、かん水の膜ベースの脱塩を通じて回収される水の量を増やす前処理プロセス用です。 このプロセスは、脱塩膜を透過する汚染物質を除去することにより、脱塩水の水質を改善することもできます。

このモジュール式システムは、汚染物質を分離して除去するための 2 つの方法、つまり水の硬度、ケイ酸塩、ホウ素を対象とする電気駆動の凝固プロセスと、汚染物質をろ過する一連の膜を統合しています。 これにより、他のタイプの前処理システムで使用される化学添加剤の必要性がなくなり、処理時間と処理中の温室効果ガス排出量の両方を削減できます。 このシステムには、地下水、都市廃水、産業用冷却システムで使用される水などの供給流の違いを調整するためのセンサーが取り付けられます。

この助成金の協力者には、ジョージア工科大学とワシントン州エベレットに拠点を置く水技術会社ウォーターテクトニクスが含まれます。

UCLA サムエリ プロジェクトは、合計 16 件のプロジェクトのうちの 3 件が、寄付金の一部を受け取るために選ばれました。1,770万ドルの資金調達NAWI と DOE は、エネルギー効率の高い水処理技術の開発を奨励しています。