استخدام طريقة جديدة لتنقية مياه الشرب في مناطق الكوارث.. تتطلب طاقة كهربائية محدودة
طور العلماء طريقة جديدة لتحويل مياه البحر إلى مياه للشرب يمكن أن تكون مفيدة في مناطق الكوارث حيث تكون الطاقة الكهربائية محدودة.
الطريقة الأكثر شيوعًا لإزالة الملح ( كلوريد الصوديوم ) من مياه البحر هي التناضح العكسي، والذي يستخدم غشاء مسامي يسمح لجزيئات الماء بالمرور ولكن ليس الملح.
ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تتطلب ضغطًا عاليًا وكميات كبيرة من الكهرباء، غالبًا ما ينسد الغشاء، مما يقلل من كفاءة العملية.
التقنية الجديدة، التي طورها فريق من العلماء من جامعات باث وسوانزي وإدنبره، لا تستخدم أي ضغط خارجي، ولكنها تستخدم بدلاً من ذلك كمية صغيرة من الطاقة الكهربائية لسحب أيونات الكلوريد عبر الغشاء نحو قطب كهربائي موجب الشحنة.
يؤدي هذا إلى دفع جزيئات الماء في نفس الوقت الذي يتم فيه دفع الكلوريد، تمامًا مثل المكبس.
وفي الوقت نفسه، تبقى أيونات الصوديوم على الجانب الآخر من الغشاء، تنجذب إلى القطب الكهربائي المشحون سالبًا.
يتم بعد ذلك إعادة تدوير أيونات الكلوريد مرة أخرى إلى الحجرة التي تحتوي على الماء المالح، ويتم تكرار العملية، مما يؤدي إلى سحب المزيد من جزيئات الماء من خلالها.
استخدام ذلك على نطاق صغير
قاد البروفيسور فرانك ماركين، من مركز أبحاث ابتكار المياه ومعهد الاستدامة بجامعة باث، الدراسة، ويتوقع إمكانية استخدام ذلك على نطاق صغير، حيث تكون هناك حاجة لمياه الشرب، ولكن لا توجد بنية تحتية متاحة، كما هو الحال في المناطق النائية أو مناطق الكوارث.
وقال: ” يستهلك التناضح العكسي حالياً الكثير من الكهرباء، ويتطلب محطة طاقة مخصصة لتحلية المياه، مما يعني أنه من الصعب تحقيقه على نطاق أصغر”.
وأضاف “يمكن أن توفر طريقتنا حلاً بديلاً على نطاق أصغر، ولأنه يمكن استخراج المياه دون أي منتجات جانبية، فإن هذا سيوفر الطاقة ولن يتطلب إنشاء محطة معالجة على نطاق صناعي”، موضحا “ويمكن أيضًا تصغير حجمه لاستخدامه في التطبيقات الطبية مثل أنظمة جرعات الأدوية مثل الأنسولين.”
البحث عن شركاء للتعاون المحتمل
حتى الآن، لا تزال التكنولوجيا في مرحلة إثبات المفهوم، حيث تقوم بتحويل بضعة ملليلترات فقط، إلا أن الفريق يبحث الآن عن شركاء للتعاون المحتمل والاستثمار لتوسيع نطاق العملية إلى لتر مما سيمكنهم من حساب استهلاك الطاقة. بدقة اكثر.
ويرغب الفريق أيضًا في استكشاف التطبيقات المحتملة الأخرى مثل عمليات التجفيف أو استعادة المياه من مصادر مختلفة.
وقال البروفيسور جان هوفمان، المدير المشارك لمركز أبحاث ابتكار المياه (WIRC) في باث: “لقد طور تشونجكاي لي وفرانك ماركين مواد بوليمرية يمكن أن تكون بمثابة نوع جديد من المضخات الكهربائية الجزيئية للمياه”.
وأضاف “أعتقد أن هذا الاكتشاف يمكن أن يكون له تأثير ثوري على تحلية مياه البحر وكذلك عمليات تجفيف المواد واستعادة المياه.”
وأوضح “بالطبع، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه لإنشاء تكنولوجيا كاملة النطاق بناءً على الاكتشاف الأخير، لكنها بالتأكيد تبدو واعدة ومبتكرة للغاية مقارنة بتقنيات الضخ وتحلية المياه الحالية.”
وعلق الدكتور ماريولينو كارتا من جامعة سوانسي قائلا: “إن المواد الدقيقة التي يسهل اختراقها لديها إمكانات هائلة وخاصة في فصل وتنقية المياه، ولكن أيضا في الحفز”، “في المستقبل ستتوفر مواد وعمليات أفضل.”
