تصفیه آب با نور خورشید و هیدروژل

موبنا – آب شیرین و تمیز یکی از مهمترین منابع طبیعی مورد نیاز جمعیت رو به رشد زمین است. کمبود آب آشامیدنی همچنان در مناطق مختلف جهان در حال گسترش است و تنها منحصر به کشورهای در حال توسعه نیست.

فجایع طبیعی در سراسر دنیا می‌تواند در کمبود آب نقش مهمی داشته باشد.

یک گروه از محققان دانشگاه “تکزاس آستین”، یک نوع جدید از یک فناوری کم هزینه ابداع کرده است که می‌تواند در شرایطی که آب تمیز در دسترس نیست، مورد استفاده قرار بگیرد.

این ژل-پلیمر هیبریدی جدید با استفاده از انرژی خورشیدی محیط برای تولید آب آشامیدنی از هر منبعی، حتی از آب دریای مرده که شورترین آب روی زمین است، استفاده می‌شود.

این تیم از دانشگاه “تگزاس آستین” این هیدروژل را تحت هدایت “جیهوا یو”، استاد دانشکده مواد و مهندسی مکانیک این دانشگاه طراحی کرده است.

این گروه حقیقتا چیزی منحصر به فرد ایجاد کرده‌اند؛ یک تکنولوژی مقرون به صرفه که به اندازه کافی کوچک و کاربرپسند است و ترکیبی از ژل-پلیمر است.

این ماده به آب جذب می‌شود (هیدروفیلی یا آب‌دوست است) و خواص نیمه هادی دارد که انرژی خورشیدی را جذب می‌کند.

“یو” گفت: ما اساسا رویکرد کلی تبخیر آب قراردادی خورشیدی را بازنویسی کرده‌ایم.

این سیستم مانند دیگر سیستم‌های تصفیه نمک‌زدایی، بخار آب ایجاد می‌کند و سپس بخار را به یک واحد متراکم تبدیل می‌کند که نتیجه آب شیرین است.

محققان بر خلاف ترتیب‌های سنتی، سیستم‌هایی را طراحی کرده‌اند که آلاینده‌ها را بهتر از دیگر سیستم‌های بازار فیلتر می‌کنند. استفاده از این ژنراتور بخار خورشیدی مبتنی بر هیدروژل همچنین به این معنی است که سیستم تصفیه، آب را ارزان‌تر از تصفیه‌کننده‌های دیگر تصفیه می‌کند.

یکی از محققان می‌گوید: تصفیه آب از طریق تقطیر یک روش رایج برای تولید انبوه آب شیرین است. با این حال، فناوری‌های تقطیر فعلی، مانند تقطیر فلش چند مرحله‌ای و تقطیر چند اثر، نیاز به زیرساخت‌های قابل توجه و بسیار نیرومندی دارند.

وی افزود: استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان پایدارترین منبع حرارت برای انجام تقطیر، به طور گسترده در نظر گرفته شده است که یک جایگزین عالی برای نمک‌زدایی و تصفیه آب است.

این گروه سعی کرد شوری را از نمونه‌های آب دریای مرده کاهش دهد. دریای مرده با شوری ۳۴۲ گرم در هر کیلوگرم یا ۳۴.۲ درصد شوری، نزدیک به ۱۰ برابر شورتر از اقیانوس است.

با آزمایش سیستم جدید با نمونه‌های آب دریای مرده، گروه با موفقیت به استانداردهای قابل قبول آب آشامیدنی که توسط سازمان بهداشت جهانی و همچنین آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا (EPA) تعیین شده بود، رسید.

“یو” گفت: آزمایشات ما در فضای باز، تولید آب آشامیدنی روزانه تا ۲۵ لیتر در هر متر مربع، به اندازه کافی برای نیازهای خانگی را نشان داد. هیدروژل‌ها به راحتی می‌توانند برای جایگزینی اجزای اصلی در بسیاری از سیستم‌های خنک‌کننده خورشیدی جایگزین شوند، بنابراین نیاز به تعمیرات کامل سیستم‌های آب شیرین که در حال استفاده است را از بین می‌برند.

“یو” و تیم او نه تنها با نمونه‌های دشوار موفق به تصفیه شدند، بلکه ثابت کردند که هیدروژل‌ها می‌توانند به فیلتر کردن سایر آلاینده‌ها در آب کمک کنند. این کار شامل چیزهایی مانند سرب، فلوراید بیش از حد و سایر مواد شیمیایی است.

در حال حاضر “یو” و تیم او با دفتر فناوری تجاری دانشگاه “تگزاس” همکاری کرده‌اند تا هیدروژل‌ها را برای افرادی که ممکن است به آنها نیاز داشته باشند، در دسترس قرار دهد.

 منبع: ایسنا