إنتاج الماء بالهواء الجاف حقيقة واقعة

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

ابتكر الفيزيائيون في جامعة بيركلي ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أداة يمكنها استخراج الماء من الهواء الجاف في كاليفورنيا والمناطق القاحلة الأخرى في العالم باستخدام طاقة الشمس فقط ، وفقًا لمقال نُشر في مجلة العلوم.

"حلمنا هو إنشاء منازل قائمة بذاتها يمكن تشغيلها بالكامل بواسطة هذه الأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية. وقد أتاحت تجربتنا هذا الأمر. يمكنك القول إننا اتخذنا خطوة نحو إنشاء مياه" مخصصة "، حسب قول عمر ياغي) من الجامعة كاليفورنيا في بيركلي (الولايات المتحدة الأمريكية).

أصبحت مشكلة الوصول إلى المياه أكثر حدة بالنسبة للأرض - وفقًا لتقديرات الأمم المتحدة ، بحلول عام 2025 ، ستؤثر على أكثر من 14 ٪ من سكان العالم. يوجد اليوم عشرات الطرق والتقنيات لتحلية مياه البحر ، وبعضها يستخدم على نطاق صناعي في الدول العربية الغنية.

كل تقنيات تحلية المياه هذه لها عيبان رئيسيان - إما أنها باهظة الثمن وتستهلك الكثير من الطاقة ، أو أن أنظمة المعالجة تصبح مسدودة بسرعة وتصبح غير صالحة للاستعمال. كل هذا يجعل تحلية المياه بلا معنى من الناحية الاقتصادية.

يقترح ياغي وزملاؤه طريقة بديلة للحصول على مياه شرب نظيفة ، وتنفيذ فكرة كانت موجودة سابقًا فقط في صفحات روايات وأفلام الخيال العلمي. تمكنوا من إنشاء نظام يستخرج الماء من الهواء باستخدام ما يسمى بالسقالات المعدنية العضوية (MOF).

MOCs هي مواد بوليمرية معقدة تشبه في هيكلها قرص العسل وتمتلك مسامية وقوة عالية جدًا. يتم استخدامها اليوم لإنشاء مرشحات قادرة على التقاط ثاني أكسيد الكربون أو الهيدروجين واحتجاز كميات هائلة من هذه الغازات.

اكتشف ياغي ، أحد رواد اللجنة الأولمبية الدولية ، قبل عامين أن مادة مماثلة تتكون من الزركونيوم وحمض الأديبيك ، وهو عامل إزالة الترسبات ، لا تمتص الهيدروجين أو الميثان أو أنواع الغازات الأخرى ، بل جزيئات الماء. أعطاه هذا فكرة أنه يمكن استخدام الإطارات لاستخراج الماء من الهواء.

مع وضع هذه الفكرة في الاعتبار ، تعاون مع المهندسين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وقاموا معًا بإنشاء "مولد مياه" بسيط إلى حد ما ورخيص. إنه يعمل بشكل بدائي للغاية - تمتص "رمل" جزيئات IOC الماء من الهواء ، ويوجه ضوء الشمس وحرارة الشمس إليها بواسطة نظام من المرايا ، مما يجعل بخار الماء يتركها ويتكثف في وعاء متصل بهذه التحلية مصنع.

يمكن لمثل هذا الجهاز ، الذي يحتوي على كيلوغرام من IOC ، أن ينتج حوالي ثلاثة لترات من الماء في نصف يوم ، حتى من هواء جاف إلى حد ما مع رطوبة تتراوح بين 20 و 30٪. من حيث المبدأ ، هذا يكفي لتزويد الشخص بالكمية اللازمة من مياه الشرب يوميًا.

وفقًا لـ Yagi ، يمكن تحسين بنية IOC ، وسوف تمتص ضعف كمية الماء التي تمتصها الآن. يأمل العلماء أن تساعد هذه المادة وإصداراتها الجديدة ، وكذلك المولدات "الصناعية" التي تنفث الهواء تحت الضغط ، في حل مشكلة الوصول إلى المياه النظيفة في أكثر مناطق العالم جفافاً.