STTR Phase I: Solar-driven, thermally responsive membranes for off-grid water purification

STTR 第一阶段:用于离网水净化的太阳能驱动热响应膜

基本信息

  • 批准号:
    2213218
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-09-15 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact of this STTR Phase I project will be the development of a solar-based water purification solution that has the potential to overcome the persistent barriers to safe drinking water access plaguing the more than 81 million Americans living in counties with elevated water quality issues. As the frequency of climate-related natural disasters and the prevalence of contaminated drinking water supplies (e.g., from detection of per-/poly-fluoroalkyl substances (PFAS) ‘forever chemicals’) increases, there is an urgent need for easily implementable water treatment options to maintain access to safe drinking water. Offering an off-grid, cost effective, energy-free approach, this technology is suited to provide a safe drinking water solution that can be cost-effectively deployed without requiring a water infrastructure overhaul. In contrast to existing water treatment approaches, which rely on energy inputs and infrastructure investment, the proposed technology is both sustainable and reliable, and has the flexibility, modularity, and scalability needed for facile deployment. Potential commercial impact of this disruptive technology is high, considering the number of communities currently seeking water treatment solutions that would be easily met with the technology, and the subsequent jobs created related to installation and maintenance. The technical innovation of this project comes from the development of a solar absorber gel (SAG) membrane that passively purifies water using natural sunlight or a waste heat source. This system is designed to selectively capture clean water at low temperatures and release it under natural sunlight at higher temperatures. Compared to other passive solar water purification methods, which rely on the energy-intense evaporation and condensation processes, this technology does not rely on a phase transformation but instead absorbs and releases liquid water due to minor temperature swings and can achieve the critical temperature for water release within a matter of minutes. This system holds promise for both modular and stationary water purification in a sustainable manner. Phase I project will focus on demonstrating performance capabilities to meet drinking water standards, improving water collection rates, and enhancing the durability of the membranes. The objectives include: 1) investigating the properties and performance of SAG membranes with an open-cell membrane structure that dramatically improves the water purification rate; 2) performing detailed investigation on the SAG rejection rate to harmful mixed impurities and meeting National Sanitation Foundation standards; and 3) assessing the long-term reusability of the SAG membrane, including on accelerated degradation studies.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
STTR第一阶段项目的更广泛影响将是开发一种基于太阳能的水净化解决方案,该解决方案有可能克服安全饮用水获取的持续障碍,这些障碍困扰着8100多万生活在水质问题严重的县的美国人。由于与气候有关的自然灾害频繁发生,饮用水供应普遍受到污染(例如,由于全氟烷基/多氟烷基物质(PFAS,“永久化学品”)的检测增加,迫切需要易于实施的水处理方案以保持获得安全饮用水。该技术提供了一种离网、成本效益高、无能源的方法,适合提供安全的饮用水解决方案,可以在不需要对水基础设施进行大修的情况下进行成本效益高的部署。与依赖能源投入和基础设施投资的现有水处理方法相比,所提出的技术既可持续又可靠,并且具有易于部署所需的灵活性,模块化和可扩展性。考虑到目前寻求水处理解决方案的社区数量,以及随后创造的与安装和维护相关的就业机会,这种颠覆性技术的潜在商业影响很高。该项目的技术创新来自于太阳能吸收凝胶(SAG)膜的开发,该膜利用自然阳光或废热源被动净化水。该系统旨在选择性地在低温下捕获清洁水,并在较高温度下在自然阳光下释放。与其他依赖于高能量蒸发和冷凝过程的被动式太阳能水净化方法相比,该技术不依赖于相变,而是由于微小的温度波动而吸收和释放液态水,并且可以在几分钟内达到水释放的临界温度。该系统有望以可持续的方式实现模块化和固定式水净化。第一阶段项目将重点展示满足饮用水标准的性能能力,提高水收集率,并提高膜的耐用性。这些目标包括:1)调查具有开孔膜结构的SAG膜的性质和性能,其显著提高水净化率; 2)对SAG对有害混合杂质的截留率进行详细调查,并满足国家卫生基金会标准;和3)评估SAG膜的长期可重复使用性,该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Michael Brown其他文献

Polyethylene Glycol-3350 (Miralax®)+1.9-L sports drink (Gatorade®)+2 tablets of bisacodyl results in inferior bowel preparation for colonoscopy compared with Polyethylene Glycol-Ascorbic Acid (MoviPrep®).
与聚乙二醇抗坏血酸 (MoviPrep®) 相比,聚乙二醇-3350 (Miralax®)+1.9 L 运动饮料 (Gatorade®)+2 片比沙可啶导致结肠镜检查的肠道准备较差。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Khan;K. Patel;M. Nooruddin;Garth B. Swanson;L. Fogg;A. Keshavarzian;Michael Brown
  • 通讯作者:
    Michael Brown
Some observations on Statnamic pile testing
静态桩测试的一些观察
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Michael Brown;A. Hyde
  • 通讯作者:
    A. Hyde
Plate margin processes and ‘paired’ metamorphic belts in Japan: Comment on ‘Thermal effects of ridge subduction and its implications for the origin of granitic batholith and paired metamorphic belts’ by H. Iwamori
日本的板块边缘过程和“成对”变质带:评论 H. Iwamori 的“山脊俯冲的热效应及其对花岗岩岩基和成对变质带起源的影响”
Paleoarchean metamorphism in the Acasta Gneiss Complex: Constraints from phase equilibrium modelling and in situ garnet Lu–Hf geochronology
阿卡斯塔片麻岩杂岩中的古太古代变质作用:来自相平衡模型和原位石榴石 Lu-Hf 地质年代学的约束
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    J. Kaempf;Tim E. Johnson;C. Clark;J. Alfing;Michael Brown;P. Lanari;Kai Rankenburg
  • 通讯作者:
    Kai Rankenburg
Influence of intra-amoebic and other growth conditions on the surface properties of Legionella pneumophila
阿米巴内和其他生长条件对嗜肺军团菌表面特性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    1993
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    J. Barker;Peter A. Lambert;Michael Brown
  • 通讯作者:
    Michael Brown

Michael Brown的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Michael Brown', 18)}}的其他基金

Multigraded commutative algebra and the geometry of syzygies
多级交换代数和 syzygies 几何
  • 批准号:
    2302373
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Simons Observatory:UK technology development and demonstration
西蒙斯天文台:英国技术开发与示范
  • 批准号:
    ST/X006336/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
Offshore Cable Burial: How deep is deep enough?
海上电缆埋设:多深才算足够深?
  • 批准号:
    EP/W000997/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
SO:UK - A major UK contribution to Simons Observatory
SO:UK - 英国对西蒙斯天文台的重大贡献
  • 批准号:
    ST/X006344/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
SO:UK - A major UK contribution to the Simons Observatory
SO:UK - 英国对西蒙斯天文台的重大贡献
  • 批准号:
    ST/W002914/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
Collisional fragments of Jupiter Trojans as windows into the formation of the solar system
木星特洛伊木马的碰撞碎片是了解太阳系形成的窗口
  • 批准号:
    2109212
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Doctoral Consortium Workshop at the Learning Analytics and Knowledge Conference 2020
2020 年学习分析和知识会议上的博士联盟研讨会
  • 批准号:
    1951865
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Catalyzing Student Success: Implementing Cyberlearning Tools in Large Introductory Courses in the Chemical Engineering Pathway
促进学生成功:在化学工程途径的大型入门课程中实施网络学习工具
  • 批准号:
    1928842
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SO:UK Phase A
SO:英国A期
  • 批准号:
    ST/T007222/1
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Research Grant
MRI: Acquisition of a 500 MHz State-of-the-Art Nuclear Magnetic Resonance (NMR)Spectrometer
MRI:购买 500 MHz 最先进的核磁共振 (NMR) 波谱仪
  • 批准号:
    1920026
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
  • 批准号:
    11961141014
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    3350 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
  • 批准号:
    41802035
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
  • 批准号:
    61675216
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
  • 批准号:
    71501183
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    17.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
  • 批准号:
    51201142
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
  • 批准号:
    11101428
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
  • 批准号:
    19374069
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.4 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

STTR Phase I: Next Generation Residential Solar Power
STTR 第一阶段:下一代住宅太阳能发电
  • 批准号:
    2208341
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase I: Highly Efficient and Robust Photocatalyst Systems for CO2 Conversion to Valuable Fuels Using Renewable Solar
STTR 第一阶段:高效、稳健的光催化剂系统,利用可再生太阳能将二氧化碳转化为有价值的燃料
  • 批准号:
    2052174
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase II: Scalable fabrication of stable perovskite solar panels using slot-die coating technique
STTR 第二阶段:使用槽模涂层技术可扩展制造稳定的钙钛矿太阳能电池板
  • 批准号:
    1927020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase II: Corrosion Inhibition of Stainless Steel Alloys in High Temperature Chloride Salts for Concentrated Solar Power Applications
STTR 第二阶段:聚光太阳能应用中不锈钢合金在高温氯化物盐中的腐蚀抑制
  • 批准号:
    1831220
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase II: HI-LIGHT - Solar Thermal Chemical Reactor Technology for Converting CO2 to Hydrocarbons
STTR 第二阶段:HI-LIGHT - 将二氧化碳转化为碳氢化合物的太阳能热化学反应器技术
  • 批准号:
    1831166
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase I: Perovskite Solar Cells with Tin Oxide Electron Transport Layers for Optimized Performance and Lifetime
STTR 第一阶段:具有氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池,可优化性能和寿命
  • 批准号:
    1722390
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase I: Distributed and Scalable Coordination of Solar Photovoltaic and Battery Storage Systems
STTR第一阶段:太阳能光伏和电池存储系统的分布式和可扩展协调
  • 批准号:
    1722008
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase I: HI-LIGHT - Solar Thermal Chemical Reactor Technology for Converting CO2 to Hydrocarbons
STTR 第一阶段:HI-LIGHT - 将二氧化碳转化为碳氢化合物的太阳能热化学反应器技术
  • 批准号:
    1720824
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase I: Solar Irradiance Microforecasting
STTR 第一阶段:太阳辐照度微观预测
  • 批准号:
    1648751
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STTR Phase I: Plasmonic Carbon dioxide to fuel photocatalysis by solar energy
STTR 第一阶段:等离子体二氧化碳通过太阳能为光催化提供燃料
  • 批准号:
    1549710
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了