تقنية جديدة لتحلية مياه البحر بأشعة الشمس ستغير وجه الكرة الأرضية

#1 08-21-2020

بما يعادل ملعقة صغيرة فقط من المادة عند ضغطها يمكن تحلية كمية مياه بمساحة بحجم ملعب كرة القدم، هذا ما يطمح إليه العلماء في أستراليا لتحويل مياه البحر إلى مياه عذبة صالحة للزراعة والشرب، ويمكن تركيب هذا النظام الجديد على الأنابيب وأنظمة المياه الأخرى لإنتاج مياه شرب نظيفة.

هذا الوعد العلمي إن تحقق سيغير العالم حولنا حيث يمكن للتكنولوجيا تحويل مياه البحر المالحة أو المياه قليلة الملوحة إلى مياه شرب آمنة ونظيفة لديها القدرة على تحويل حياة ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم كما تقول مجلة Nature Sustainability .

الآن، قد يكون الابتكار الجديد الذي طوره العلماء في أستراليا هو الأكثر نجاحًا حتى الآن ، حيث يستخدم الباحثون مركبات الإطار المعدني العضوي (أو الأطر العضوية المعدنية) جنبًا إلى جنب مع ضوء الشمس لتنقية المياه في نصف ساعة فقط، باستخدام عملية أكثر كفاءة من الموجودة التقنيات.

إنها رخيصة الثمن ومستقرة وقابلة لإعادة الاستخدام وتنتج المياه التي تلبي معايير منظمة الصحة العالمية لتحلية المياه. يمكن إنتاج حوالي 139.5 لتر (ما يقرب من 37 جالونًا) من المياه النظيفة يوميًا من كيلوغرام من مادة الأطر العضوية الثابتة ، بناءً على الاختبارات المبكرة.

بعد أربع دقائق فقط من التعرض لأشعة الشمس، تطلق المادة جميع أيونات الملح التي امتصتها المياه، وتصبح جاهزة للاستخدام مرة أخرى. يقول الفريق الذي يقف وراء العملية الجديدة إنه يوفر العديد من التحسينات على طرق تحلية المياه الحالية.

التحلية الحرارية
يقول المهندس الكيميائي هوانتغ وانغ من جامعة موناش الأسترالية: "عمليات التحلية الحرارية عن طريق التبخر كثيفة الطاقة، والتقنيات الأخرى، مثل التناضح العكسي، لها عدد من العيوب ، بما في ذلك الاستهلاك العالي للطاقة والاستخدام الكيميائي في تنظيف الأغشية وإزالة الكلور".

"ضوء الشمس هو مصدر الطاقة الأكثر وفرة وتجددًا على وجه الأرض. إن تطويرنا لعملية تحلية جديدة من خلال استخدام ضوء الشمس للتجديد يوفر حلاً للطاقة ومستدامًا بيئيًا لتحلية المياه."

أنشأ الباحثون إطارًا عضويًا جديدًا يسمى PSP-MIL-53 ، والذي يتكون جزئيًا من مادة تسمى MIL-53 ، والمعروفة بالفعل بطريقة تفاعلها مع الماء وثاني أكسيد الكربون.

في حين أنه ليس بأي حال من الأحوال أول بحث يقترح فكرة استخدام غشاء MOF لتنظيف الملح من مياه البحر والمياه قليلة الملوحة، فإن هذه النتائج ومادة PSP-MIL-53 التي تقف خلفها ستمنح العلماء الكثير من الخيارات لاستكشافها.

نقص المياه العذبة
يقول وانغ: "لقد تم استخدام تحلية المياه لمعالجة النقص المتزايد في المياه على مستوى العالم". لا يمكن أن تأتي الحلول الجديدة بالسرعة الكافية - وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، يفتقر حوالي 785 مليون شخص على مستوى العالم إلى مصدر نظيف لمياه الشرب في غضون نصف ساعة سيرًا على الأقدام من المكان الذي يعيشون فيه. مع استمرار أزمة المناخ تزداد هذه المشكلة سوءًا.

نظرًا لأن المياه المالحة تشكل حوالي 97 في المائة من المياه على هذا الكوكب، فهذا مورد كبير غير مستغل لمياه الشرب الواهبة للحياة، إذا أمكن العثور على حلول مثل PSP-MIL-53 لجعلها مناسبة وآمنة للاستخدام البشري.

ليس من الواضح مدى قرب الباحثين من وضع نظامهم في شكل عملي، لكن من المشجع أن نرى نهجًا آخر يتم اختباره - إلى جانب تلك التي تستخدم الضوء فوق البنفسجي، ومرشحات الجرافين، وأشعة الشمس والهيدروجيل. يبحث العلماء حتى في طرق لسحب الماء من الهواء الرقيق.