سیستمی برای آشامیدنی کردن آب دریا و تولید برق به صورت همزمان
به گزارش انجمن پارسیان، یک مطالعه جدید آب دریا را آشامیدنی و به یک منبع انرژی تبدیل می کند. پژوهشگران در این مطالعه به راز نمک زدایی رسیده اند و چاره ای پایدار برای کمبود آب جهانی، عرضه و در عین حال از انرژی های تجدیدپذیر مقرون به صرفه بهره برده اند.
به گزارش انجمن پارسیان به نقل از ایسنا، در دنیایی که کمبود آب یک مساله مبرم است، پژوهشگران دانشکده مهندسی تاندون دانشگاه نیویورک چاره ای ارائه کرده اند که می تواند رویکرد ما را برای نمک زدایی آب بازتعریف کند.
این تیم به سرپرستی دکتر آندره تیلور، رمز نمک زدایی جریان ردوکس(RFD) را شکسته است. این تکنیک الکتروشیمیایی نه فقط آب دریا را به آب شرب تبدیل می کند، بلکه به عنوان یک راهکار ذخیره انرژی کارآمد برای انرژی های تجدیدپذیر نیز عمل می کند.
به نقل از اس ای، این پژوهش ۲۰ درصد بهبود قابل توجه را در میزان حذف نمک سیستم RFD همراه با کاهش قابل توجه تقاضای انرژی که با بهینه سازی نرخ جریان سیال حاصل می شود، نشان میدهد.
دکتر تیلور در اطلاعیه ای اظهار داشت: چشم انداز ما با یکپارچه سازی و ادغام ذخیره سازی انرژی و نمک زدایی، ایجاد چاره ای پایدار و کارآمد است که نه فقط تقاضای رو به رشد برای آب شیرین را برآورده می کند، بلکه از حفظ محیط زیست و یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر نیز حمایت می کند.
برتری RFD در تطبیق پذیری آن نهفته است. این سیستم ها نگاهی مقیاس پذیر و انعطاف پذیر برای ذخیره سازی انرژی ارائه می دهند که امکان استفاده کارآمد از منابع تجدیدپذیر متناوب مانند خورشیدی و باد را فراهم می کنند.
علاوه بر این، RFD به عنوان یک چراغ امید در پرداختن به بحران جهانی آب ظاهر می شود و نویدبخش چاره ای نوآورانه برای افزایش تقاضا برای آب شرب است.
گام های قابل توجه به سمت راهکارهای پایدار آب
دکتر تیلور تاکید می کند که RFD می تواند اتکا به شبکه های برق معمولی را کم کند و انتقال به سمت پروسه شیرین سازی آب بدون کربن و سازگار با محیط زیست را تقویت کند.
ادغام باتری های جریان ردوکس با فناوری های نمک زدایی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم را بیشتر می کند و گام مهمی را به سمت راهکارهای پایدار آب نشان میدهد.
باتری جریان یا باتری جریان ردوکس نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزء شیمیایی حل شده در مایعاتی که بوسیله سیستم در طرف های جداگانه یک غشاء پمپ می شوند، تامین می شود. انتقال یون درون سلول (همراه با جریان الکتریکی بوسیله یک مدار خارجی) بوسیله غشاء رخ می دهد، در صورتیکه هر دو مایع در فضای مربوط به خود گردش می کنند.
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 بهره گیری از فناوری پیشرفته چاپ سه بعدی نقشی اساسی در این پیشرفت ایفا کرده است.
در بررسی پیچیدگی های این سیستم می بینیم که ورودی آب دریا بوسیله شبکه پیچیده ای از کانال ها به جریان های شور و نمک زدا تقسیم می شود. این کانال ها که توسط غشاهای تبادلی از هم جدا شده اند، واکنش های الکتروشیمیایی را تسهیل می کنند و در نتیجه یون های Na+ و تولید آب شیرین حاصل می شود.
مکلین، انعطاف پذیری این سیستم را اینگونه شرح می دهد: ما می توانیم زمان ماندن آب ورودی را برای تولید آب شرب با کارکردن سیستم در حالت تک عبور یا دسته ای کنترل نماییم.
در یک عملیات معکوس، جایی که آب نمک و آب شیرین مخلوط می شوند، انرژی شیمیایی ذخیره شده می تواند به برق تجدیدپذیر تبدیل گردد. اساساً سیستم های RFD به عنوان شکل منحصر به فردی از «باتری» عمل می کنند، انرژی اضافی را از منابع خورشیدی و بادی جذب می کنند و آنرا در صورت تقاضا آزاد می کنند و مکملی پایدار برای دیگر منابع برق ارائه می کنند.
در صورتیکه تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، یافته های این تیم مسیر امیدوارکننده ای را به سمت پروسه RFD مقرون به صرفه تر نشان میدهد که یک پیشرفت مهم در تلاش جهانی برای افزایش آب شرب است. با تشدید تغییرات اقلیمی و رشد جمعیت، روش های نوآورانه و کارآمد نمک زدایی بسیار مهم تر از همیشه می شوند.
این مطالعه در مجله Cell Reports Physical Science انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب