تحويل الهواء إلى ماء بواسطة تكنولوجيا جديدة

APRIL 26, 2017 BY JESSI GOWAN & FILED UNDER GENERAL, WATER, WATER HARVESTING

  لقد ظهر نموذج أولي طوره الباحثون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) لتسخير طاقة الشمس لسحب المياه من الهواء – مما يسمح للأشخاص في جميع أنحاء العالم بالوصول إلى مياه نظيفة ونظيفة.

على الصعيد العالمي فإن ما يقدر ب 4 بلايين نسمة يواجهون حالياً نقصاً حاداً في المياه، كما أن ما يصل إلى 1 من بين كل 10 أشخاص يفتقرون إلى مياه الشرب النظيفة. من خلال هذا النموذج سيتمكن الناس في المناطق الأكثر جفافا في العالم من حصاد المياه الخاصة بهم من الغلاف الجوي – إن هذا الجهاز قادر على سحب المياه من الهواء حتى في الظروف التي تكون فيها الرطوبة النسبية منخفضة تصل إلى 20 في المئة.

يقول عمر ياغي، أستاذ الكيمياء في جامعة بيركلي، الذي شارك في هذا البحث الجديد” هناك رؤية واحدة للمستقبل هي أن تستطيع الحصول على المياه من خلال شبكتك الخاصة، ويكون لديك جهاز في المنزل يعمل على الطاقة الشمسية المحيطة لتوفير المياه التي تلبي احتياجات الأسرة” ويأتي هذا البحث بعد اختراع الأطر المعدنية العضوية (MOFs) قبل عشرين عاماً.

“بالنسبة لي سيصبح ذلك ممكنا بسبب هذه التجربة، والتي أطلقت عليها اسم المياه الشخصية. “

لقد كان ياغي وفريق من الباحثين قادرين على تحويل مركب كيميائي من الأطر المعدنية العضوية لتكون ماء – وفي شكل مسحوق، وهذا المركب يمكن أن تمتص الماء السائل وكذلك تمتص بخار الماء الحق في الخروج من الهواء، ولإنشاء هذا الجهاز، يتم تطبيق مسحوق MOF في طبقة رقيقة بين سطحين، يمتص السطح العلوي الأسود الحرارة الشمسية، بينما يعمل السطح السفلي على الحفاظ على درجة حرارة الهواء المحيط كما هي.

ثم يتم امتصاص بخار الماء من خلال المسحوق، إن الحرارة التي تولدها الطبقة العليا تطلق الماء إلى سطح أقل برودة، حيث يتم جمعها كسوائل. من خلال التجارب تبين أن فقط كيلوغرام واحد من مسحوق MOF يجمع ما يقارب ثلاثة لترات من الماء يومياً.

ويقول ياغي: “إن هذا يمثل إنجازا كبيرا في التحدي الطويل الأمد المتمثل في حصاد المياه من الهواء ذي الرطوبة المنخفضة”. “لا توجد طريقة أخرى للقيام بذلك الآن، إلا باستخدام طاقة إضافية. إن مزيل الرطوبة الكهربائية في المنزل “تنتج” مياه مكلفة للغاية. هذا العمل يوفر لنا طريقة جديدة لجني المياه من الهواء الذي لا تتطلب ظروف الرطوبة النسبية العالية وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة بكثير من التكنولوجيات القائمة الأخرى. “

وقد تم تمويل البحث جزئيا من قبل وكالة ARPA-E الحكومية في الولايات المتحدة، والتي تهدف إلى دعم التنمية المبكرة لتكنولوجيات الطاقة التي لديها القدرة على إحداث تأثير عالمي كبير. ويمكن أن يؤدي تطوير هذا النموذج الأولي إلى توفير التقنيات التكنولوجية لحصاد المياه في جميع أنحاء العالم على أي مستوى من الرطوبة – وباستخدام الغلاف الجوي كمصدر للمياه، يمكننا الوصول إلى ما يكفي من المياه لتوفيره للسكان في جميع أنحاء العالم، دون الاضطرار إلى الإضرار ببيئتنا .

ويقول ياغي “هناك الكثير من الامكانات لتوسيع كمية المياه التي يتم حصادها، انها مجرد مسألة هندسية الآن”. “كنا نريد أن نثبت أنه إذا كنت منقطعاً في مكان ما في الصحراء، فهل يمكنك البقاء على قيد الحياة بسبب هذا الجهاز.”