تولید آب از هوای رقیق حتی در بیابان ها

(سیارک)  : دانشمندان ابزاری ساخته اند که از هوای رقیق حتی در بیابان ها آب به دست می آوردزمانی که بحث چالش های آینده مطرح می شود، یکی از بزرگ ترین آن ها بحران کمبود آب در سیاره ای رو به گرم شدن است که دارای میزان فراوانی آب شور بوده، اما آب شیرین و بهداشتی در مکان های مورد نیاز در دسترس همگان نیست.
و در حالی که تحقیقات بسیاری بر شیرین سازی آب متمرکز شده اند، تیمی از دانشمندان به راه حل دیگری دست یافته اند ابزاری که از هوای رقیق، آب شیرین به دست می آورد، حتی در مکان هایی که رطوبت در حد 20% است. تنها چیزی که به آن نیاز دارد، نور خورشید است.
تصور حقیقی بودن چنین چیزی با این امکانات عالی دشوار به نظر می رسد، اما تا کنون تحقیقات مثبت و عملی بوده است. این ابزار که از آن با عنوان «گردآورنده خورشیدی آب» یاد می شود، توسط تیم هایی از MIT و دانشگاه برکلی کالیفرنیا با استفاده از نوع خاصی از مواد با عنوان چارچوب های فلزی-آلی ساخته شده است.
به عبارت دقیق تر، این ابزار هم اکنون در مرحله نمونه اولیه است و در شرایط محدودی مورد آزمایش قرار گرفته است، اما نتایج آن تاکنون در مجله ساینس به چاپ رسیده است.
اومار یاگی، یکی از محققان دانشگاه برکلی می گوید «این یک پیشرفت بزرگ در خصوص چالش گردآوری آب از هوای خشک است.»
«در حال حاضر راه دیگری برای انجام این کار جز از طریق مصرف زیادی انرژی وجود ندارد. دستگاه های الکتریکی کاهنده رطوبت هوا در خانه ها میزان بسیار زیادی آب تولید می کنند.»
دو سوم مردم جهان در حال حاضر دچار کمبود آب بهداشتی هستند، اما برآورد می شود که حدود 13000 تریلیون لیتر آب در هوای سراسر جهان وجود داشته باشد.
تاکنون نمونه اولیه دستگاه در شرایط رطوبت 20 تا 30 درصدی مورد آزمایش قرار گرفته است، و قادر بوده است 2.8 لیتر (سه چهارم کل) آب از هوا طی 12 ساعت با استفاده از 1 کیلوگرم (2.2 پوند) چارچوب فلزی-آلی به دست آورد.
همچنین آزمایش های موفق این دستگاه روی بام MIT نشان می دهد که دستگاه در شرایط واقعی قادر به کار است.(سیارک)
این تیم بیان می کند که دستگاه را می توان به آسانی تقویت کرد تا آب مورد نیاز یک خانواده را در طول روز تامین کند.
یاگی می گوید «یکی از چشم اندازهای آینده، به دست آوردن آب از شبکه فلزی است، که با استفاده از یک دستگاه آب مورد نیاز را با انرژی خورشید به دست می آورد و نیازهای خانوار را تامین می کند.»
«از نظر من چنین چیزی با توجه به آزمایش های انجام شده امکان پذیر است. من به آب به دست آمده به این شکل، "آب شخصی" می گویم.»
یاگی حدود 20 سال پیش روی اولین چارچوب فلزی-آلی کار کرده است. برخلاف صفحه های معمولی فلزی، این شبکه دارای ساختاری است که فلزاتی مثل منیزیوم یا آلومینیوم با چینشی خاص با مولکول های آلی ترکیب می شوند و ساختار های خلل و فرج دار و سخت ایده آلی را برای ذخیره گازها یا مایعات فراهم می آورد.
از آن زمان، بیش از 20000 نوع مختلف از چارچوب فلزی-آلی توسط محققان در سراسر جهان ساخته شده است و هم اکنون از آن ها برای جذب گاز دی اکسید کربن هوا، و ذخیره مواد شیمیایی با بهره وری بالا مثل هیدروژن و متان استفاده می شود.
چارچوب فلزی-آلی استفاده شده در گردآورنده خورشیدی آب، که در بالا نشان داده شد، در سال 2014 ایجاد شده است و دربردارنده ترکیبی از فلز زیرکونیوم و آدیپیک اسید است که بخار آب را گردهم می آورد.
تیم MIT سپس کریستال هایی در اندازه گرد و غبار از این شبکه فلزی آلی به دست آورد و آن را بین یک جذب کننده خورشیدی و صفحه متراکم کننده فشرده کرد، و کل آن را درون محفظه ای در مجاورت هوای خارج قرار داد.
این ابزار را در زیر می توانید ببینید:
با انتشار هوای محیط در میان کریستال های چارچوب فلزی-آلی، مولکول های آب روی سطوح داخلی به یکدیگر می چسبند. مطالعات انکسار پرتو ایکس روی این سیستم نشان داده است که مولکول های بخار آب اغلب در گروه های هشت تایی به یکدیگر می چسبند و مکعب هایی را شکل می دهند.
سپس نور خورشید چارچوب فلزی-آلی را گرم کرده و آب پیوند یافته را به سمت متراکم کننده حرکت می دهد که هم دما با هوای بیرون است. این بخار آب به صورت آب مایع متراکم می شود، و در جمع کننده آب قرار می گیرد تا بدین صورت آب بهداشتی آشامیدنی به دست آید.(سیارک)
سرپرست تیم MIT، اولین وانگ می گوید «این کار روش جدیدی را برای گردآوری آب از هوا ارائه می کند که نیازی به شرایط رطوبت نسبی بالا ندارد و نسبت به دیگر تکنولوژی های موجود، دارای بهره وری انرژی بسیار بالایی است.»
با این که این طرح هم اکنون بسیاری عالی به نظر می رسد، اما این تیم اذعان دارد که جای زیادی برای بهبود و تنظیم وجود دارد تا این ابزار از حالت کنونی به بهره وری بالاتری دست یابد.
هم اکنون، این چارچوب فلزی-آلی تنها می تواند 20% وزن خود آب جذب کند، اما دیگر مواد چارچوب فلزی-آلی وجود دارند که می توانند تا بیش از 40% وزن خود آب جذب نمایند.
هم چنین می توان در این مواد تغییراتی ایجاد کرد که در سطوح بالاتر یا پایین تر رطوبت، موثرتر عمل کنند.
یاگی در این خصوص بیان می دارد «بدین صورت نیست که ما دستگاه منفعلی درست کرده باشیم که یک گوشه قرار گیرد و آب جمع آوری کند؛ ما هم اکنون پایه های نظری و عملی ایجاد کرده ایم که به واسطه آن می توانیم شبکه های فلزی آلی دیگر را بررسی نموده، هزاران نمونه از آن ها تولید کرده و حتی مواد بهتری را در این زمینه بیابیم.»
«ظرفیت های زیادی برای افزایش میزان آب گردآوری شده وجود دارد. هم اکنون تنها مسئله مهندسی بیشتر در میان است.»
«برای در اختیار داشتن پیوسته آب جاری، شما می توانید سیستمی طراحی کنید که رطوبت را طی شب جذب کرده و روزها آن را ارائه کند، یا جذب کننده خورشیدی را طوری طراحی کنید که این کار را با سرعت بیشتری انجام دهد، و هوای بیشتری به درون ابزار مکیده شود. ما می خواستیم نشان دهیم که اگر جایی در بیابان گیر افتاده باشید، می توانید با این دستگاه نجات پیدا کنید.»
«یک فرد در روز به اندازه یک قوطی نوشابه به آب نیاز دارد. این مقدار را فرد می توان در کمتر از یک ساعت با استفاده از این دستگاه به دست آورد.»

 این پست را چگونه می‌بینید؟ برای شما مفید بود؟ لطفا با نوشتن کامنت در زیر ما را مطلع کنید.  

ترجمه  itrans.ir / هرگونه کپی برداری بدون ذکر منبع (سیارک)  ممنوع است.