توليد الكهرباء أثناء عملية تنقية المياه.. تقنية جديدة لحل مشكلة نقص المياه وإنتاج طاقة صديقة للبيئة في وقت واحد
غشاء يمكنه توفير مياه الشرب وتوليد الكهرباء بشكل مستمر في نفس الوقت المستمرة من مصادر المياه المختلفة مثل مياه الصرف الصحي ومياه البحر والمياه الجوفية
إن تنقية الموارد المائية المختلفة ، مثل المطر ومياه البحر والمياه الجوفية ومياه الأنهار والصرف الصحي ومياه الصرف الصحي إلى مياه صالحة للشرب أو صالحة للاستعمال هي عملية عالية الطاقة.
ولكن ماذا لو تم توليد الكهرباء أثناء عملية تنقية المياه؟ طور فريق بحث مشترك الآن غشاءًا متعدد الوظائف يمكنه في نفس الوقت توليد الكهرباء أثناء تنقية المياه العادمة وتحويلها إلى مياه الشرب.
أعلن المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST) أن فريق الدكتور Ji-Soo Jang من مركز أبحاث المواد الإلكترونية وفريق البروفيسور Tae-Gwang Yoon من قسم علوم وهندسة المواد بجامعة Myongji قد طوروا بشكل مشترك برنامجًا متقدمًا غشاء يمكنه توفير مياه الشرب وتوليد الكهرباء بشكل مستمر في نفس الوقت المستمرة من مصادر المياه المختلفة ، مثل مياه الصرف الصحي ومياه البحر والمياه الجوفية.
يتكون الغشاء “الشبيه بالسندويش” من غشاء مسامي يقوم بتصفية الماء في القاع وبوليمر موصل يولد الكهرباء في الأعلى، تم تصميم الغشاء لتنقية المياه العادمة من خلال التحكم في اتجاه تدفق المياه.
إزالة اللدائن الدقيقة وجزيئات المعادن الثقيلة
يولد الماء المتدفق عموديًا على الغشاء تيارًا مباشرًا عن طريق حركة الأيونات في اتجاه أفقي، يمكن للغشاء أن يرفض أكثر من 95٪ من الملوثات ذات الأحجام الأقل من 10 نانومتر.
وبالتالي ، يمكن إزالة اللدائن الدقيقة وجزيئات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي ، ويمكن توليد الكهرباء المستمرة لأكثر من 3 ساعات باستخدام 10 ميكرولتر (ميكروليتر) فقط من الماء.
نظرًا لأنه يمكن تصنيع الغشاء باستخدام عملية طباعة بسيطة دون قيود على الحجم ، فإنه يتمتع بإمكانية عالية ليتم تسويقه نظرًا لانخفاض تكاليف التصنيع ووقت المعالجة .
تم نشر هذا البحث في Advanced Materials، حيث يقوم فريق البحث حاليًا بإجراء بحث متابعة لتوليد الكهرباء مع تحسين جودة المياه لمياه الصرف الصحي إلى مستوى مياه الشرب من خلال تطوير الغشاء لمصنع حقيقي.
أعرب الدكتور جي سو جانج من KIST عن رأيه في البحث قائلاً: “باعتبارها تقنية جديدة يمكنها حل مشكلة نقص المياه وإنتاج طاقة صديقة للبيئة في وقت واحد ، فإن لها أيضًا تطبيقات محتملة كبيرة في نظام إدارة جودة المياه و نظام الطاقة في حالات الطوارئ “.
