سیستم خورشیدی برای تصفیه آب شور

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از گیزمگ، بخش اعظم سطح سیاره زمین را آب تشکیل می‌دهد اما شور بودن بیشتر آب‌های دریاها و اقیانوس‌ها، بیشتر آنها را غیرقابل شرب کرده است. نمک‌زدایی از آب‌های شور، آنها را به منابعی قابل شرب و مثمرثمر تبدیل می‌کند اما این کار تنها راه‌حل عملی نیست.

محققان مرکز تحقیقات نانوفناوری تصفیه آب دانشگاه «رایس» سیستم جدیدی را حول روش تقطیر غشایی تولید کرده‌اند که در آن، آب نمکی گرم از قسمت فوقانی غشای متخلخل جاری می‌شود. بخار آب از طریق این غشاء کشیده می‌شود و در زیر آن در قالب آب خالص جمع می‌شود اما انرژی زیادی در طول این فرآیند به هدر می‌رود.

محققان به منظور بهره‌وری بیشتر، نیروی خورشید را در سیستم موسوم به «تقطیر غشای خورشیدی با فناوری نانوفوتونیک» مهار کردند. آنها ذرات نانویی کربن سیاه جذب‌کننده نور خورشید را در این غشاء جاسازی کرده‌اند که به این مواد کمک می‌کند تا از بیشتر از 80 درصد نور خورشید بهره‌مند شوند، تبخیر آب را سریع‌تر انجام دهند و نیروی خارجی مورد نیاز سیستم را کاهش دهند.

سازندگان این طرح، این سیستم را با استفاده از محفظه‌ای با لایه‌ای آب‌نمک به ضخامت تنها چند میلی‌متر روی این غشاء جاری می‌شود. این گروه تحقیقاتی که نمونه بزرگ‌تری به ابعاد 70 × 25 سانتی‌متر ساخته‌اند، معتقد است که این سیستم به خوبی کار می‌کند.

هنگامی که از یک عدسی برای تمرکز 25 برابری نور خورشید استفاده می‌شود، این مقدار به 5/17 کیلووات در هر متر مربع می‌رسد و تولید آب تا حدود شش لیتر به ازای هر متر مربع در ساعت افزایش می‌یابد.

بسته به میزان تولید آب مورد نیاز، می‌توان مقدار ناحیه غشایی را که مورد نیاز است محاسبه کرد. به عنوان مثال، اگر به 20 لیتر در ساعت نیاز دارید، این پنل‌ها شش لیتر در ساعت در هر متر مربع تولید می‌کند وکمی بیشتر از سه متر مربع از پنل را سفارش می‌دهید.

سایر دستگاه‌های خورشیدی نمک‌زدای آب در دانشگاه‌های MIT و کمپانی‌هایی چون IBM و استارتاپ‌هایی مانند Desolenator به کار می‌روند اما محققان معتقدند که این سیستم قابل حمل است و بدون برق یا با مقدار کمی برق نیز کار می‌کند.

مترجم: ندا اظهری