سیستمی برای آشامیدنی کردن آب دریا و تولید برق به صورت همزمان، روزنامه شیراز نوین
یک مطالعه جدید آب دریا را آشامیدنی و به یک منبع انرژی تبدیل میکند. پژوهشگران در این مطالعه به راز نمکزدایی رسیدهاند و راه حلی پایدار برای کمبود آب جهانی، ارائه و در عین حال از انرژیهای تجدیدپذیر مقرون به صرفه استفاده کردهاند.
به گزارش ایسنا، در دنیایی که کمبود آب یک مسئله مبرم است، پژوهشگران دانشکده مهندسی تاندون دانشگاه نیویورک راه حلی ارائه کردهاند که میتواند رویکرد ما را برای نمکزدایی آب بازتعریف کند.
این تیم به سرپرستی دکتر آندره تیلور، رمز نمکزدایی جریان ردوکس(RFD) را شکسته است. این تکنیک الکتروشیمیایی نه تنها آب دریا را به آب آشامیدنی تبدیل میکند، بلکه بهعنوان یک راه حل ذخیره انرژی کارآمد برای انرژیهای تجدیدپذیر نیز عمل میکند.
بهنقل از اسای، این پژوهش ۲۰ درصد بهبود قابلتوجه را در میزان حذف نمک سیستم RFD همراه با کاهش قابلتوجه تقاضای انرژی که با بهینهسازی نرخ جریان سیال حاصل میشود، نشان میدهد.
دکتر تیلور در بیانیهای گفت: چشمانداز ما با یکپارچهسازی و ادغام ذخیرهسازی انرژی و نمکزدایی، ایجاد راه حلی پایدار و کارآمد است که نه تنها تقاضای رو به رشد برای آب شیرین را برآورده میکند، بلکه از حفظ محیط زیست و یکپارچهسازی انرژیهای تجدیدپذیر نیز حمایت میکند.
برتری RFD در تطبیقپذیری آن نهفته است؛ این سیستمها رویکردی مقیاسپذیر و انعطافپذیر برای ذخیرهسازی انرژی ارائه میدهند که امکان استفاده کارآمد از منابع تجدیدپذیر متناوب مانند خورشیدی و باد را فراهم میکنند.
علاوه بر این، RFD بهعنوان یک چراغ امید در پرداختن به بحران جهانی آب ظاهر میشود و نویدبخش راه حلی نوآورانه برای افزایش تقاضا برای آب آشامیدنی است.
گامهای قابلتوجه به سمت راه حلهای پایدار آب
دکتر تیلور تأکید میکند که RFD میتواند اتکا به شبکههای برق معمولی را کاهش دهد و انتقال به سمت فرآیند شیرینسازی آب بدون کربن و سازگار با محیط زیست را تقویت کند.
ادغام باتریهای جریان ردوکس با فناوریهای نمکزدایی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش میدهد و گام مهمی را به سمت راهحلهای پایدار آب نشان میدهد.
باتری جریان یا باتری جریان ردوکس نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزو شیمیایی حلشده در مایعاتی که از طریق سیستم در طرفهای جداگانه یک غشا پمپ میشوند، تأمین میشود. انتقال یون درون سلول(همراه با جریان الکتریکی از طریق یک مدار خارجی) از طریق غشا رخ میدهد؛ در حالی که هر دو مایع در فضای مربوط به خود گردش میکنند.
موفقیت این پروژه مدیون دکتر استفان آکوی مکلین مهندسی شیمی بیومولکولی در دانشگاه نیویورک و نویسنده اول این مقاله است؛ نبوغ وی در طراحی این سیستم با استفاده از فناوری پیشرفته چاپ سهبعدی نقشی اساسی در این پیشرفت ایفا کرده است.
در بررسی پیچیدگیهای این سیستم میبینیم که ورودی آب دریا از طریق شبکه پیچیدهای از کانالها به جریانهای شور و نمکزدا تقسیم میشود. این کانالها که توسط غشاهای تبادلی از هم جدا شدهاند، واکنشهای الکتروشیمیایی را تسهیل میکنند و در نتیجه یونهای Na+ و تولید آب شیرین حاصل میشود.
مکلین، انعطافپذیری این سیستم را این گونه شرح میدهد: ما میتوانیم زمان ماندن آب ورودی را برای تولید آب آشامیدنی با کارکردن سیستم در حالت تکعبور یا دستهای کنترل کنیم.
در یک عملیات معکوس، جایی که آب نمک و آب شیرین مخلوط میشوند، انرژی شیمیایی ذخیرهشده میتواند به برق تجدیدپذیر تبدیل شود. اساساً سیستمهای RFD بهعنوان شکل منحصر به فردی از «باتری» عمل میکنند، انرژی اضافی را از منابع خورشیدی و بادی جذب و آن را در صورت تقاضا آزاد کرده و مکملی پایدار برای دیگر منابع برق ارائه میکنند.
در حالی که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، یافتههای این تیم مسیر امیدوارکنندهای را به سمت فرآیند RFD مقرون به صرفهتر نشان میدهد که یک پیشرفت مهم در تلاش جهانی برای افزایش آب آشامیدنی است.
با تشدید تغییرات اقلیمی و رشد جمعیت، روشهای نوآورانه و کارآمد نمکزدایی بسیار مهمتر از همیشه میشوند.
این مطالعه در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است.
تاکنون نظری برای این خبر ثبت نشده است!
ثبت نظر جدید
خبرهای تصادفی روزنامه شیراز نوین