جهاز جديد يعمل على تحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية
لا شك أن إيجاد طرق رخيصة وعملية من أجل تحلية مياه البحر سيساعد 844 مليون شخص حول العالم لا يحصلون الآن على مياه صالحة للشرب بشكل منتظم.
وجد العلماء للتو تقنية جديدة للقيام بذلك تعتمد على الطاقة الشمسية بشكل كامل من منظور الطاقة، لكنها قادرة على إزالة حوالي 100% من الملح في السائل الأصلي.
تستخدم هذه التقنية قرصًا صغيرًا يحتوي على طبقات من الأنابيب النانوية الكربونية لامتصاص الضوء، وهي تعمل على الطريقة التقليدية لتحلية المياه؛ تسخن الماء حتى يتبخر ثم تعيده فاصلة الماء عن الملح والشوائب الأخرى.
ولتحويل الماء إلى بخار تحتاج هذه التقنية للطاقة الشمسية، من خلال استخدام بعض المواد لتحويل هذه الطاقة إلى طاقة حرارية بكفاءة عالية، لكن إذا تغطت هذه الأقراص ببلورات ملحية فسيُحجب عنها ضوء الشمس وتتوقف عن العمل.
تعالج التقنية الجديدة هذه المشكلة بنجاح عن طريق الحفاظ على معدل ثابت من تبخر الماء؛ من خلال حصاد الأملاح وإزالتها من القرص؛ لمنعها من تقليل الكفاءة؛ لذلك يمكننا القول أنّا وجدنا طريقة رخيصة وفعالة لتحلية المياه.
ومن الممكن أن تكون الأجهزة التي تستخدم هذه التقنية مفيدة بشكل خاص في الأماكن التي لا تتوفر فيها الكهرباء نظرًا لأنها تعتمد على الطاقة الشمسية.
يقول المهندس الكيميائي شيوانغ تشانغ Xiwang Zhang من جامعة موناش في أستراليا: «تتقدم نتائج دراستنا خطوة أخرى نحو الاستخدام العملي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية لتبخير الماء، ما يدل على إمكانيات كبيرة في تحلية مياه البحر دون خسارة الماء».
وأضاف شيوانغ تشانغ: «نأمل أن يكون هذا البحث بمثابة نقطة انطلاق لإجراء مزيد من الأبحاث في مجال الطرق التي توفر المياه النظيفة والآمنة لملايين الأشخاص، خاصة أولئك الذين لا تتوفر لديهم الطاقة اللازمة، وإلقاء الضوء على الأثر البيئي للمياه الآسنة واستعادة الموارد منها».
يستخدم النظام الجديد خيطًا قطنيًا بقطر 1 ملم لنقل المياه المالحة إلى قرص التبخر، حيث يتم احتجاز المياه النقية وتندفع الأملاح جانبًا، بالطبع باستخدام طاقة أشعة الشمس. يمتص هذا القرص أكثر من 94% من ترددات الطيف الشمسي بأكمله لذلك فهو يعمل مهما كانت خصائص الضوء الشمسي المتوفر.
كما أخبر تشانغ موقع New Atlas، بأن الجهاز الجديد المبتكر قادر حاليًا على إنتاج 6-8 لترات من المياه المحلاة لكل متر مربع من المساحة السطحية كل يوم. بعد ذلك، يريد العلماء رفع الإنتاج.
إنها ليست التقنية الوحيدة للتحلية التي استحوذت اهتمام الباحثين مؤخرًا؛ ففي العام الماضي أنتج فريق من الولايات المتحدة تقنية لتحلية مياه البحر، تعتمد على الهيدروجيل وتعمل أيضًا بالطاقة الشمسية، وهي فعالة بما يكفي لتحلية مياه البحر الميت.
ويتمثل التحدي في زيادة هذه التقنيات وجعلها عملية سواء من خلال تشغيلها عمليًا أو من مقدار المياه التي يمكن معالجتها.
يقول تشانغ: «يمثل الأمن المائي أكبر تحديات البشرية في القرن الحادي والعشرين، خاصة مع نمو السكان وتأثير تغير المناخ»، وأضاف: «تعد المجتمعات النامية قليلة الموارد أكثر تأثرًا بهذه العوامل».
ويقول: «يعتبر استخدام الطاقة الشمسية من أجل تحلية مياه البحر على نطاق واسع أحد الحلول المستدامة نحو معالجة ندرة المياه النظيفة في بعض المجتمعات، دون التضحية ببيئتنا أو مواردنا».
وقد نُشِر هذا البحث في مجلة Energy & Environmental Science.
ترجمة: ibelieveinsci
