حل بحران کمبود آب آشامیدنی
محققان تکنیکی مقرون به صرفه را ایجاد کرده اند که می تواند با استفاده از مواد ارزان قیمت ، پایدار و نور خورشید ، آب آشامیدنی سالم را به میلیون ها نفر از افراد آسیب پذیر برسانند.
کمتر از 3 درصد آب جهان شیرین است و به دلیل فشارهای ناشی از تغییر آب و هوا ، آلودگی و تغییر الگوی جمعیت ، در بسیاری از مناطق این منبع کمیاب در حال کمبود است.
در حال حاضر ، 1.42 میلیارد نفر - از جمله 450 میلیون کودک - در مناطق آسیب پذیر از آب زیاد یا بسیار زیاد زندگی می کنند و انتظار می رود این رقم در دهه های آینده رشد کند.
محققان موسسه صنایع آینده یونیسا یک روند جدید امیدوار کننده ایجاد کرده اند که می تواند کمبود آب آشامیدنی را برای میلیون ها نفر از جمله کسانی که در بسیاری از جوامع آسیب پذیر و محروم کره زمین زندگی می کنند ، از بین ببرد.
تبخیر خورشیدی
تیمی به سرپرستی دانشیار هاولان زو روشی را تصفیه کرده اند که از طریق تبخیر خورشیدی بسیار کارآمد ، آب شیرین را از آب دریا ، آب شور یا آب آلوده استخراج می کند. و آب آشامیدنی روزانه کافی برای یک خانواده چهار نفره را فقط از یک متر مربع آب منبع تأمین می کند.
دانشیار پروفسور Xu می گوید: "در سال های اخیر توجه زیادی به استفاده از تبخیر خورشیدی برای ایجاد آب آشامیدنی تازه شده است ، اما روش های قبلی بسیار ناکارآمد بوده اند تا از نظر عملی مفید نباشند."
"ما بر این ناکارآمدی ها غلبه کرده ایم و اکنون فناوری ما می تواند به اندازه کافی آب شیرین برای تأمین بسیاری از نیازهای عملی با کسری از هزینه فن آوری های موجود مانند اسمز معکوس تأمین کند."
در قلب سیستم چه رخ میدهد؟
در قلب سیستم, یک ساختار فوتوترمال بسیار کارآمد قرار دارد که روی سطح یک منبع آب قرار گرفته و نور خورشید را به گرما تبدیل می کند. و انرژی را دقیقاً روی سطح متمرکز می کند تا بالاترین قسمت مایع به سرعت تبخیر شود.
در حالی که محققان دیگر این فناوری را کشف کرده اند ، اما تلاش های قبلی با از دست دادن انرژی ، با عبور گرما از آب منبع و پراکنده شدن در هوای بالا ، مانع شده است.
دکتر Xu می گوید: "قبلاً بسیاری از اواپراتورهای فتو گرمایی تجربی اساساً دو بعدی بودند. آنها فقط یک سطح صاف بودند و ممکن است 10 تا 20 درصد انرژی خورشیدی را به آب انبوه و محیط اطراف از دست بدهند."
"ما تکنیکی را توسعه داده ایم که نه تنها از اتلاف انرژی خورشیدی جلوگیری می کند ، بلکه در واقع انرژی اضافی را از آب حجیم و محیط اطراف می گیرد. به این معنی که سیستم با کارایی 100 درصدی برای ورودی خورشیدی کار می کند و 170 درصد دیگر انرژی حاصل از آب و محیط زیست را به خود جذب می کند. "
بر خلاف ساختارهای دو بعدی که توسط محققان دیگر استفاده شده است ، دانشیار پروفسور ژو و تیمش یک اواپراتور سه بعدی ، به شکل باله ، و مانند هیت سینک ساخته اند.
طراحی آنها گرمای اضافی را از سطح بالایی اواپراتور (یعنی سطح تبخیر خورشیدی) دور می کند و گرما را برای تبخیر آب به سطح باله توزیع می کند. بنابراین سطح بالایی تبخیر را خنک می کند و تلفات انرژی صفر را در هنگام تبخیر خورشید تحقق می بخشد.
این روش هیت سینک به این معنی است که تمام سطوح اواپراتور در دمای پایین تری نسبت به آب و هوا در اطراف باقی می مانند. بنابراین انرژی اضافی از محیط خارجی با انرژی بالاتر به اواپراتور با انرژی پایین تر جریان می یابد.
وی افزود: ما اولین محققانی در جهان هستیم كه در هنگام تبخیر خورشیدی از آب انبوه انرژی می گیریم و از آن برای تبخیر استفاده می كنیم و این به روند ما كمك می كند تا بتواند بین 10 تا 20 لیتر آب شیرین در هر متر مربع در روز تحویل دهد.
هزینه و نگهداری
هزینه این سیستم جهت رفع بحران کمبود آب آشامیدنی
علاوه بر کارآیی ، سیستم کاملاً از مواد ساده روزمره ساخته می شود که کم هزینه ، پایدار و به راحتی قابل دستیابی هستند.
دانشیار پروفسور ژو می گوید: "یکی از اهداف اصلی تحقیق ما ارائه برنامه های کاربردی عملی بود . بنابراین مواد مورد استفاده ما فقط از فروشگاه سخت افزار یا سوپرمارکت تهیه شده است."
"تنها استثنا مواد فوتوترمال است . اما حتی در آنجا ما از یک فرایند بسیار ساده و مقرون به صرفه استفاده می کنیم و پیشرفت های واقعی که داشته ایم مربوط به طراحی سیستم و بهینه سازی رابطه انرژی است ، نه مواد."
علاوه بر ساخت آسان و استقرار آن ، نگهداری از سیستم نیز بسیار آسان است ، زیرا طراحی ساختار فوتوترمال از تجمع نمک و سایر آلودگی ها در سطح اواپراتور جلوگیری می کند.
نگهداری سیستم رفع بحران کمبود آب آشامیدنی
در کنار هم ، هزینه کم و نگهداری آسان باعث می شود که سیستم توسعه یافته توسط Assoc Prof Prof Xu و تیمش در شرایطی که سایر سیستم های نمک زدایی و تصفیه از نظر مالی و عملیاتی غیرقابل اجرا هستند ، مستقر شوند.
دانشیار پروفسور خو می گوید : "به عنوان مثال ، در جوامع از راه دور با جمعیت کم ، هزینه زیرساخت سیستمهایی مانند اسمز معکوس خیلی ساده است که همیشه قابل توجیه نیست. اما روش ما می تواند هزینه بسیار کمی را ایجاد کند که راه اندازی آن آسان باشد و اساساً برای اجرا رایگان باشد. "
"همچنین ، از آنجا که بسیار ساده است و عملاً به تعمیر و نگهداری نیاز ندارد ، برای ادامه کار آن تخصص فنی لازم نیست و هزینه های نگهداری نیز حداقل است.
"این فناوری واقعی است.
این پتانسیل را دارد که یک راه حل طولانی مدت برای آب پاک به افراد و جوامعی که توانایی خرید گزینه های دیگر را ندارند ارائه دهد و این مکانهایی است که بیشتر به چنین راه حلهایی نیاز دارند. "
کاربردهای دیگر
علاوه بر کاربردهای آب آشامیدنی ، دانشیار پروفسور Xu می گوید تیم وی در حال بررسی طیف وسیعی از کاربردهای دیگر این فناوری از جمله تصفیه فاضلاب در عملیات صنعتی است.
او می گوید: "روش های بالقوه زیادی برای انطباق با همان فناوری وجود دارد ، بنابراین ما واقعاً در آغاز یک سفر بسیار هیجان انگیز هستیم."
0 نظر