تطوير جهاز عائم بالطاقة الشمسية يمكنه استخدام مياه البحر أو المياه الملوثة لإنتاج الهيدروجين
كتبت : حبيبة جمال
أعلنت جامعة كامبريدج أنها نجحت في تطوير جهاز عائم يعمل بالطاقة الشمسية يمكنه استخدام مياه البحر أو المياه الملوثة لإنتاج وقود الهيدروجين ومياه الشرب النظيفة.
يمكن استخدام الجهاز في أي مصدر للمياه المفتوحة ويمكن أن يكون واعدًا للمواقع النائية.
بما أن الجهاز يعمل بالطاقة الشمسية، فهو لا يحتاج إلى أي شكل آخر من أشكال الطاقة الخارجية. ولذلك، يمكن أن تطفو في أي مصدر للمياه المفتوحة. وهذا يجعلها واعدة بتوفير مياه الشرب النظيفة ووقود الهيدروجين للمناطق النائية أو ذات الموارد المحدودة.
على الرغم من أن فكرة تقسيم جزيء الماء بالتحفيز الضوئي ليست فكرة جديدة، إلا أن التصميمات التقليدية تتطلب مياهًا نقية ومصنعًا مبنيًا على الأرض، علاوة على ذلك، فإنها تؤدي أيضًا إلى هدر الحرارة غير القابلة للاستخدام. ن
ظرًا لأن المياه النظيفة مورد نادر وثمين في معظم أنحاء العالم، فإن تصميم التحفيز الضوئي الذي يمكن أن يعمل في المياه غير المعالجة أو المالحة يجعل من الممكن الاستفادة من البحر أو الأنهار أو الخزانات أو حتى مياه الصرف الصناعي مما يوفر فرصة أكثر استدامة.
تم استلهام تصميم إنتاج مياه الشرب النظيفة ووقود الهيدروجين من عملية التمثيل الضوئي.
مصادر مياه ملوثة
استلهم الباحثون في جامعة كامبريدج عملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تستخدمها العديد من النباتات لتحويل ضوء الشمس والماء إلى الطاقة التي تحتاجها. وقام الفريق بتطوير جهاز يعمل بالطاقة الشمسية يمكن استخدامه في أي مصدر للمياه لإنتاج وقود الهيدروجين الأخضر ومياه الشرب النظيفة، حتى لو كان المصدر الأصلي مالحًا أو ملوثًا.
وأوضح المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في مجلة Nature Water، تشانون بوررونجروج، أن “الجمع بين إنتاج الوقود الشمسي وإنتاج المياه في جهاز واحد أمر صعب”، “يجب أن يبدأ تقسيم الماء بواسطة الطاقة الشمسية، حيث يتم تقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين، بماء نقي تمامًا لأن أي ملوثات يمكن أن تسمم المحفز أو تسبب تفاعلات جانبية كيميائية غير مرغوب فيها.”
تفعل ما تفعله النباتات
وسعى الباحثون إلى تكرار عملية التمثيل الضوئي في النبات، ولكن دون الحاجة إلى استخدام مصادر المياه النظيفة، كما هو الحال مع المصادر الأخرى لوقود الهيدروجين الأخضر، لقد شعروا أن هذا من شأنه أن يخدم بشكل أفضل المناطق التي يصعب بالفعل العثور على المياه النظيفة فيها.
وقال أريفين محمد أنور، المؤلف المشارك في الدراسة: “في المناطق النائية أو النامية، حيث تكون المياه النظيفة نادرة نسبيا والبنية التحتية اللازمة لتنقية المياه ليست متاحة بسهولة، يكون تقسيم المياه صعبا للغاية”. “الجهاز الذي يمكن أن يعمل باستخدام المياه الملوثة يمكن أن يحل مشكلتين في وقت واحد: يمكنه تقسيم المياه لإنتاج وقود نظيف، ويمكنه إنتاج مياه شرب نظيفة.”
