یک مطالعه جدید آب دریا را قابل شرب و منبع انرژی می کند. در این مطالعه، محققان راز نمک‌زدایی را کشف کردند که در عین استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مقرون‌به‌صرفه، راه‌حلی پایدار برای کمبود آب جهانی ارائه می‌کند.
به گزارش ای بی اس نیوز، در دنیایی که کمبود آب یک مشکل مبرم است، محققان دانشکده مهندسی تاندون دانشگاه نیویورک راه‌حلی پیدا کرده‌اند که می‌تواند رویکرد ما را برای نمک‌زدایی آب بازتعریف کند.
این تیم به رهبری دکتر آندره تیلور، کد نمک زدایی با جریان ردوکس (RFD) را شکسته است. این تکنیک الکتروشیمیایی نه تنها آب دریا را به آب آشامیدنی تبدیل می کند، بلکه یک راه حل کارآمد ذخیره انرژی برای انرژی های تجدید پذیر نیز فراهم می کند.
به گفته SA، این تحقیق بهبود قابل توجه 20 درصدی در میزان حذف نمک سیستم RFD و همچنین کاهش قابل توجهی در تقاضای انرژی حاصل از بهینه سازی جریان سیال را نشان می دهد.
دکتر تیلور در بیانیه ای گفت: “با یکپارچه سازی ذخیره سازی انرژی و نمک زدایی، چشم انداز ما ایجاد یک راه حل پایدار و کارآمد است که نه تنها تقاضای رو به رشد برای آب شیرین را برآورده می کند، بلکه از حفاظت از محیط زیست و ادغام انرژی های تجدید پذیر نیز حمایت می کند.”
مزیت RFD در تطبیق پذیری آن نهفته است. این سیستم‌ها یک رویکرد مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر برای ذخیره‌سازی انرژی ارائه می‌کنند که استفاده کارآمد از منابع تجدیدپذیر متناوب مانند انرژی خورشیدی و باد را ممکن می‌سازد.
علاوه بر این، RFD به عنوان یک چراغ امید در مبارزه با بحران جهانی آب ظاهر می شود و نوید یک راه حل نوآورانه را برای تقاضای رو به رشد برای آب پاک می دهد.
گام های مهم برای راه حل های آب پایدار
دکتر تیلور تاکید می‌کند که RFD می‌تواند وابستگی به شبکه‌های برق معمولی را کاهش دهد و انتقال به فرآیند نمک‌زدایی بدون کربن و سازگار با محیط زیست را ارتقا دهد.
ادغام باتری‌های جریان ردوکس با فن‌آوری‌های نمک‌زدایی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد و گامی مهم به سمت راه‌حل‌های آب پایدار است.
باتری جریان یا باتری جریان ردوکس نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزء شیمیایی حل شده در مایعاتی که از طریق سیستم در طرف‌های جداگانه یک غشاء پمپ می‌شوند، تامین می‌شود. حمل و نقل درون سلولی یون ها (و همچنین جریان الکتریکی از طریق یک مدار خارجی) در سراسر غشاء اتفاق می افتد، در حالی که دو سیال از طریق فضاهای مربوطه خود جریان می یابند.
موفقیت این پروژه مدیون دکتر Stephen Akoye McLean از مهندسی شیمی بیومولکولی در دانشگاه نیویورک و نویسنده اول این مقاله است. نبوغ او در طراحی این سیستم با استفاده از فناوری پیشرفته پرینت سه بعدی، نقشی حیاتی در این پیشرفت ها داشت.
با بررسی پیچیدگی این سیستم، می بینیم که ورودی آب دریا از طریق شبکه پیچیده ای از کانال ها به جریان های شور و نمک زدایی تقسیم می شود. این کانال ها که توسط غشاهای تبادلی جدا شده اند، واکنش های الکتروشیمیایی را که منجر به تولید یون Na+ و تولید آب شیرین می شود، تسهیل می کنند.
مک‌لین انعطاف‌پذیری سیستم را این‌طور توصیف می‌کند: می‌توانیم زمان ماندن آب ورودی را برای تولید آب آشامیدنی با کارکردن سیستم در حالت تک گذر یا دسته‌ای کنترل کنیم.
در یک عملیات معکوس، که در آن آب نمک و آب شیرین مخلوط می شوند، انرژی شیمیایی ذخیره شده می تواند به برق تجدید پذیر تبدیل شود. اساساً، سیستم‌های RFD به‌عنوان شکل منحصربه‌فردی از «باتری» عمل می‌کنند، انرژی اضافی را از منابع خورشیدی و بادی جذب می‌کنند و آن را در صورت تقاضا آزاد می‌کنند و مکملی پایدار برای دیگر منابع انرژی ارائه می‌کنند.
اگرچه تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، نتایج این تیم به مسیری امیدوارکننده به سمت فرآیند RFD مقرون‌به‌صرفه‌تر اشاره می‌کند که گامی مهم به جلو در تلاش جهانی برای افزایش آب آشامیدنی سالم است. با تشدید تغییرات اقلیمی و افزایش جمعیت، روش‌های نوآورانه و کارآمد نمک‌زدایی مهم‌تر از همیشه هستند.
این مطالعه در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است.
انتهای پیام
