استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید آب

به گزارش مجله خبری نگار،فناوری تولید آب آشامیدنی از هوا با استفاده از نور خورشید، قابل تطبیق به میکروژل‌های کارآمد، قابلیت ارائه راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و قابل حمل برای کمبود آب جهانی را دارد.

برای بخش‌های قابل توجهی از کره زمین که با مشکلات کمبود آب مواجه هستند، چراغ امیدی ممکن است در راه باشد: امکان تبدیل آسان هوای گرم به آب آشامیدنی. در چند سال گذشته، محققان دانشگاه تگزاس در آستین بر رطوبت موجود در هوا به عنوان منبع بالقوه آب آشامیدنی برای جمعیت‌های تحت فشار خشکسالی تمرکز کرده اند.

این پژوهشگران در تلاش‌های خود برای ایجاد آب آشامیدنی از هوای رقیق به پیشرفت قابل توجهی دست یافتند: یک هیدروژل مولکولی مهندسی‌شده که می‌تواند تنها با استفاده از انرژی نور خورشید آب تمیز ایجاد کند.

استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید آب

محققان توانستند آب را از جو بیرون بکشند و آن را با استفاده از انرژی خورشیدی قابل شرب کنند، در درجه دمایی ۱۰۴ درجه فارنهایت، که با هوای تابستانی در تگزاس و سایر نقاط جهان همخوانی داشت.

این بدان معناست که مردم در مکان‌هایی با گرمای بیش از حد و حداقل دسترسی به آب تمیز، روزی می‌توانند به‌سادگی دستگاهی را در بیرون قرار دهند و بدون تلاش اضافی برای آن‌ها آب بسازد.

«گویی هوا یو» (Guihua Yu) استاد مهندسی و علوم مواد و مجری این تحقیقات گفت: با هیدروژل جدیدمان، ما فقط آب را از هوای رقیق بیرون نمی‌آوریم. ما این کار را بسیار سریع و بدون مصرف انرژی زیاد انجام می‌دهیم. آنچه در مورد هیدروژل ما واقعاً جذاب است این است که چگونه آب آزاد می‌کند. به تابستان گرم فکر کنید: ما فقط می‌توانیم از بالا و پایین‌های طبیعی دمایمان استفاده کنیم، بدون نیاز به گرم‌کن.

این دستگاه بسته به شرایط رطوبتی هوا می‌تواند بین ۳.۵ تا ۷ کیلوگرم آب در هر کیلوگرم مواد ژل، تولید کند.

پیشرفت‌های میکروژل و آرزو‌های تجاری

ویژگی مهم این تحقیق، سازگاری هیدروژل با ذرات ریز به نام «میکروژل» است. این میکروژل‌ها از نظر سرعت و کارایی قابلیت آن را دارند که این دستگاه را بسیار به واقعیت نزدیک‌تر کنند.

محققان می‌گویند: با تبدیل هیدروژل به ذرات کوچک، می‌توانیم آب را جذب و آزاد کنیم. این یک نوع جدید و بسیار کارآمد از جاذب‌ها را ارائه می‌کند که می‌تواند تولید آب را با بازیافت روزانه به میزان قابل توجهی افزایش دهد. دانش‌پژوهان در تلاش برای بهبود‌های بیشتری در این فناوری و تبدیل آن به یک محصول تجاری هستند. یکی از حوزه‌های تمرکز آنها، بهینه‌سازی مهندسی میکروژل‌ها برای بهبود بیشتر کارایی است.

افزایش مقیاس مرحله مهم بعدی است. هدف محققان این است که کار خود را به راه‌حل‌هایی ملموس و مقیاس‌پذیر تبدیل کنند که می‌تواند در سراسر جهان به عنوان روشی کم‌هزینه و قابل حمل برای ایجاد آب آشامیدنی تمیز استفاده شود. این می‌تواند برای کشور‌هایی مانند اتیوپی که تقریباً ۶۰ درصد از جمعیت آن دسترسی اولیه به آب تمیز ندارند، زندگی را تغییر دهد.

مجریان این طرح می‌گویند: ما این دستگاه را با هدف نهایی توسعه دادیم تا برای افرادی در سراسر جهان که نیاز به دسترسی سریع و مداوم به آب تمیز و آشامیدنی، به ویژه در مناطق خشک دارند، در دسترس باشد.

این گروه در حال کار بر روی نسخه‌های دیگری از دستگاه است که از مواد آلی ساخته شده‌اند، که هزینه‌های تولید انبوه را کاهش می‌دهد. این انتقال به طرح‌های تجاری بادوام‌تر با چالش‌های خاص خود در مقیاس‌بندی تولید جاذب است که امکان جذب رطوبت و حفظ دوام برای طول عمر محصول را فراهم می‌کند. تحقیقات همچنین بر روی قابل حمل کردن دستگاه‌ها برای سناریو‌های مختلف برنامه متمرکز شده است.

نتایج این تحقیقات در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است.