اندی کوربلی -6 دسامبر 2024
یک رویکرد جدید برای تبخیر سریعتر آب دریا به عنوان یک پیشرفت قابل توجه در فناوری نمک زدایی مورد استقبال قرار گرفته است که میلیاردها نفر در سراسر جهان به نفع آن خواهند بود.
حدود 36 درصد از هشت میلیارد نفر در جهان در حال حاضر حداقل برای چهار ماه از سال از کمبود شدید آب شیرین رنج می برند و این میزان به طور بالقوه می تواند تا سال 2050 به 75 درصد افزایش یابد.
نمک زدایی آب دریا یکی از موثرترین راهبردها برای کاهش کمبود قریب الوقوع است، اما فرآیندهای موجود مقادیر زیادی انرژی مصرف می کنند و ردپای کربن زیادی بر جای می گذارند.
مشکلات دیگری تولید آب شیرین از دریا را مشکل می کند، از جمله لزوم رسوب زدایی غشاهای مورد استفاده در فرآیند نمک زدایی اسمز معکوس با مواد شیمیایی سمی برای حیات دریایی. علاوه بر این، هنگامی که آب تولید می شود، محصول جانبی به قدری سرشار از نمک است که اثر یک آلاینده زیست محیطی را دارد.
محققان دانشگاه استرالیای جنوبی (UniSA) قبلاً پتانسیل تبخیر با انرژی خورشیدی را به عنوان جایگزینی با انرژی کارآمد و پایدار برای روش‌های نمک‌زدایی کنونی نشان داده‌اند، اما هنوز با نرخ تبخیر پایین‌تر برای آب دریا در مقایسه با آب خالص به تأثیر منفی یون های نمک بر تبخیر آب محدود هستند..
پروفسور هاولان ژو، محقق علم مواد UniSA، اکنون با محققانی از چین در پروژه ای برای توسعه یک استراتژی ساده و در عین حال موثر برای معکوس کردن این محدودیت همکاری کرده است.
این تیم با معرفی مواد معدنی رسی ارزان و رایج مانند زئولیت و بنتونیت در اواپراتور هیدروژل فتوترمال شناور، به نرخ تبخیر آب دریا دست یافتند که 18.8 درصد بیشتر از آب خالص بود. این یک پیشرفت قابل توجه است زیرا همه مطالعات قبلی نشان داده اند که نرخ تبخیر آب دریا حدود 8 درصد کمتر از آب خالص است.
محققان می گویند که اواپراتور هیدروژل حتی پس از ماه ها غوطه ور شدن در آب دریا، عملکرد خود را حفظ کرده است.
Xu می‌گوید: «کلید این پیشرفت در فرآیند تبادل یونی در رابط هوا و آب نهفته است.
این مواد معدنی به طور انتخابی یون‌های منیزیم و کلسیم را از آب دریا به سطوح تبخیر غنی می‌کنند که سرعت تبخیر آب دریا را افزایش می‌دهد. این فرآیند تبادل یونی به طور خود به خود در طول تبخیر خورشیدی اتفاق می افتد و آن را بسیار راحت و مقرون به صرفه می کند.
با توجه به اینکه بازار جهانی نمک‌زدایی حدود 21000 کارخانه در سراسر جهان دارد، حتی کاهش اندک در عملکرد نمک‌زدایی می‌تواند منجر به از دست رفتن ده‌ها میلیون تن آب پاک شود.
Xu می‌گوید: «این استراتژی جدید، که می‌تواند به راحتی در سیستم‌های نمک‌زدایی مبتنی بر تبخیر موجود ادغام شود، دسترسی بیشتری به مقادیر زیادی آب تمیز فراهم می‌کند که به نفع میلیاردها نفر در سراسر جهان است.»
سوخت‌های فسیلی همان چیزی است که بیشتر نیروگاه‌های نمک‌زدایی در جهان را تامین می‌کنند و ماشین‌های آزمایشی که سعی در کربن‌زدایی صنعت دارند، از انرژی خورشیدی و انرژی مکانیکی ناشی از حرکت امواج استفاده کرده‌اند.
