تولید آب آشامیدنی از هوا با انرژی خورشیدی: نوآوری اسفنج هوشمند

1

دانشمندان از دانشگاه RMIT در ملبورن و دانشگاه Zhejiang A&F در چین با همکاری یکدیگر موفق به توسعه یک دستگاه نوآورانه شده‌اند که می‌تواند با استفاده از نور خورشید، رطوبت موجود در هوا را به آب آشامیدنی تبدیل کند. این دستگاه، ساختاری شبیه به اسفنج دارد و با الهام از طبیعت طراحی شده است.

چگونه کار می‌کند: ساختار و عملکرد دستگاه

طراحی زیست‌الهام و سازگار با طبیعت

این دستگاه از الیاف چوب بالسا ساخته شده است که دارای ساختار طبیعی متخلخل است. این ویژگی باعث می‌شود دستگاه بتواند رطوبت را از هوا جذب کرده و درون خود ذخیره کند.

ترکیبات پیشرفته در ساخت

در ساختار دستگاه علاوه بر الیاف چوب بالسا، مواد زیر نیز به کار رفته‌اند:

• کلرید لیتیوم (برای جذب رطوبت)
• نانوذرات اکسید آهن
• لایه‌هایی از نانولوله‌های کربنی (برای بهینه‌سازی عملکرد گرمایی و انتقال حرارت)

اجزای اصلی سیستم

این اسفنج هوشمند مجهز به اجزای زیر است:

• درب گنبدی‌شکل برای متمرکزسازی نور خورشید
• مکانیزم خنک‌کننده
• سینی ضد آلودگی
• محرک خورشیدی برای آزادسازی رطوبت

بازدهی چشمگیر در شرایط مختلف

در آزمایش‌های آزمایشگاهی، این دستگاه توانسته در هر گرم، تا ۲ میلی‌لیتر آب جمع‌آوری کند. همچنین در محدوده دمایی ۵ تا ۵۵ درجه سانتی‌گراد و در رطوبت نسبی ۳۰ تا ۹۰ درصد عملکرد مؤثری داشته است.

پتانسیل‌های کاربردی در شرایط بحرانی

آزمایش در فضای باز

به گفته دکتر Junfeng Hou، مدیر بخش چینی پروژه، در آزمایش‌های فضای باز دستگاه توانسته طی شب ۲/۵ میلی‌لیتر آب جمع‌آوری کرده و در طول روز تقریباً همه آن را آزاد کند. راندمان جمع‌آوری آب این سیستم به ۹۴ درصد در روز رسیده است.

کارایی بالا در رطوبت پایین

حتی در محیط‌هایی با رطوبت پایین، هر گرم از این ماده قادر است تا ۰/۶ میلی‌لیتر آب جذب کند. این قابلیت، آن را برای استفاده در مناطق خشک، بیابانی، مناطق بحران‌زده و مناطق بدون دسترسی به شبکه آب ایده‌آل می‌سازد.

قابلیت استفاده گسترده و تولید انبوه

دکتر Derek Hao، پژوهشگر اصلی پروژه، اعلام کرده که این دستگاه پتانسیل بسیار بالایی برای استفاده در شرایط اضطراری، بلایای طبیعی و تأمین آب در مناطق دورافتاده دارد. او همچنین تأکید کرده است که:

• مواد اولیه ارزان و زیست‌تجزیه‌پذیرند
• فرآیند تولید ساده است
• شرایط برای تولید انبوه فراهم شده است

چشم‌انداز آینده: از آزمایشگاه تا بازار

گسترش همکاری‌ها برای تولید صنعتی

پژوهشگران در حال حاضر با شرکای صنعتی برای اجرای آزمایش‌های میدانی و تولید در مقیاس پایلوت در حال مذاکره هستند. دکتر Hao امیدوار است که با توسعه نسخه‌های ماژولار از این دستگاه، استفاده گسترده از این فناوری در آینده نزدیک محقق شود.