.png "عصر ایران")
۰۴ بهمن ۱۴۰۳
به روز شده در: ۰۴ بهمن ۱۴۰۳ - ۱۵:۳۶
اسقف زن و چالش ترامپ / درخواست‌های معنادار در کلیسا از ترامپ (فیلم) شیوه ارزان تبدیل آب‌شور دریا به آب آشامیدنی
مهندسان آمریکایی موفق شده‌اند تا به‌کارگیری دستگاه جدیدی، ضمن کاهش استفاده از مواد شیمیایی، با افزایش پایداری و صرفه‌جویی ۲۰ سنتی در هر مترمکعب آب، کار نمک‌زدایی آب دریاها را ساده‌تر کنند.
محققان آمریکایی موفق به ساخت الکترودهای پارچه‌ای کربنی شده‌اند که می‌تواند به شیوه‌ای مؤثر عنصر بور را از آب دریا حذف کند و بدین ترتیب این شیوه، می‌تواند جایگزین استفاده از مواد شیمیایی پرهزینه در نمک‌زدایی شود.
به گزارش خبر آنلاین، نحوه کار بدین ترتب است که الکترودها با تبدیل مولکول‌ها به یون، بور را از آب شیرین شده حذف می‌کنند. یون‌های هیدروکسید به بور متصل شده و به الکترودهای مثبت می‌چسبند و بدین ترتیب آب آشامیدنی ایمن‌تری از آب‌شور دریا به دست خواهد آمد.
این موفقیت، حاصل تلاش تیمی از مهندسان دانشگاه میشیگان (UM) و دانشگاه رایس است و از پیشرفتی حیاتی در ایمن‌سازی آب دریا برای آشامیدن خبر می‌دهد.
ویی پان، محقق فوق دکترا در دانشگاه رایس و از نویسندگان این مطالعه دراین‌باره توضیح داد: «دستگاه ما نیازهای انرژی و شیمیایی نمک‌زدایی از آب دریا را کاهش می‌دهد و درعین‌حال پایداری زیست‌محیطی بالایی دارد و به‌علاوه برای هر مترمکعب آب تصفیه‌شده، هزینه‌ها تا ۱۵ درصد (حدود ۲۰ سنت) کاهش خواهد یافت.»
حذف مؤثر بور از آب دریا
بور، یکی از اجزای طبیعی آب دریاهاست که با عبور از فیلترهای نمک‌زدایی معمولی، به یک آلاینده سمی در آب آشامیدنی تبدیل می‌شود. سطح بور در آب دریا، اغلب فراتر از حد مجاز اعلام‌شده توسط سازمان بهداشت جهانی برای آب آشامیدنی سالم است و حتی میزان آن از حد تحمل بسیاری از گیاهان کشاورزی نیز بیشتر است.
بور در آب دریا به‌عنوان اسید بوریک خنثی وجود دارد که از فیلترهایی که برای دفع ذرات باردار طراحی‌شده‌اند عبور می‌کند و از همین رو محققان در تلاش برای حذف بور، از غشاهای اسمز معکوس معمولی بهره می‌بردند.
جیووان کامسو، استادیار مهندسی شیمی و علوم و مهندسی ماکرو مولکولی دانشگاه میشیگان و یکی از نویسندگان مقاله گفت: «ما فناوری جدیدی را توسعه دادیم که نسبتاً مقیاس‌پذیر است و می‌تواند بور را با مصرف انرژی کمتری در مقایسه با برخی از فناوری‌های معمول حذف کند.»
در شرایط فعلی کارخانه‌های نمک‌زدایی برای حل این مشکل، معمولاً از پایه‌ای استفاده می‌کنند تا اسید بوریک را به شکل بار منفی تبدیل می‌کند. پس از حذف این بور باردار در مرحله دوم اسمز معکوس، باز با استفاده از اسید خنثی می‌شود که هزینه این روش بسیار بالاست.
اما دستگاه جدید، فرآیند را ساده کرده و نیاز به مواد شیمیایی و انرژی اضافی را کاهش می‌دهد. این نوآوری، پایداری زیست‌محیطی را افزایش داده و هزینه‌ها را تا ۱۵ درصد (حدود ۲۰ سنت در هر مترمکعب آب تصفیه‌شده) کاهش می‌دهد.
راه‌حل‌هایی برای تأمین آب پایدار
ظرفیت جهانی نمک‌زدایی در سال ۲۰۱۹ به حدود ۹۵ میلیون مترمکعب در روز رسید و بهره‌گیری از غشاهای جدید طراحی‌شده برای حذف بور می‌تواند تقریباً ۶.۹ میلیارد دلار در سال صرفه‌جویی کنند. اعضای این تیم به این نکته اشاره‌کرده‌اند که به‌کارگیری این تأسیسات در مقیاس بزرگ، مثل کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن باعث صرفه‌جویی میلیون‌ها دلار در سال خواهد شد.
در کنار کاهش هزینه‌ها، با این شیوه آب دریا، به منبع آب آشامیدنی بادوام‌تری تبدیل خواهد شد و به تلاش‌ها برای کنترل بحران جهانی آب کمک بزرگی خواهد نمود. چرا که طبق پیش‌بینی کمیسیون جهانی اقتصاد آب در سال ۲۰۳۰، منابع آب شیرین تنها ۴۰ درصد تقاضاها را تأمین خواهد کرد.
در این متد نوآورانه، الکترودهای پیشرفته بور را در منافذ پوشیده از ساختارهای حاوی اکسیژن به دام می‌اندازند. اکسیژن‌ها به شیوه خاصی به بور متصل می‌شوند و به یون‌های دیگر اجازه عبور می‌دهند و بدین ترتیب بور را به شکل مؤثری حذف می‌کنند. بااین‌حال، بور باید دارای بار منفی باشد تا به مکان‌های جذب بچسبد.
الکترودها به‌جای واردکردن یک پایه شیمیایی برای القای بار، با تقسیم آب بین دولایه، یون‌های مثبت هیدروژن و منفی هیدروکسید را ایجاد می‌کنند. هیدروکسید بااتصال به بور، بار موردنیاز برای چسبیدن به الکترود مثبت را فراهم می‌کند. این روش با حذف نیاز به مرحله دوم اسمز معکوس، هزینه‌ها و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.
پس از حذف بور، یون‌های هیدروژن و هیدروکسید دوباره با هم ترکیب می‌شوند تا آبی خنثی و بدون بور ایجاد شود و با روشی پایدار و مؤثر، نمک‌زدایی آب‌های شور انجام می‌گردد.
مناخم الیملک، استاد مهندسی عمران و محیط‌زیست و مهندسی شیمی و زیست مولکولی دانشگاه رایس و نویسنده مسئول این مطالعه گفت: «مطالعه ما یک پلتفرم همه‌کاره ارائه می‌دهد که با بهره‌گیری از تغییرات pH می‌تواند آلاینده‌های دیگری مثل آرسنیک را به اشکال قابل‌حذف شدن تبدیل کند.»
به‌علاوه گروه‌های عملکردی روی الکترود را نیز می‌توان تغییر داد تا به‌طور خاص با آلاینده‌های مختلف متصل شده و تصفیه آب باانرژی کارآمدتری را ممکن می‌سازند.
نظرات کاربران
لینک کوتاه: کپی لینک
معرفی سریال‌های مطرح سال ۲۰۲۵: مخاطبان منتظر چه مجموعه‌هایی هستند؟ پیام پاپ به اجلاس داووس: جهان مراقب هوش مصنوعی باشد معاون دفتر رئیس جمهور: پزشکیان دست به کار شده است تا بسازد حماس جزئیات جدیدی از توافق آتش‌بس را فاش کرد نماینده کارگران در شورای‌عالی کار: کارفرمای بزرگ نباید تصمیم نهایی درباره مزد کارگران را بگیرد از خانه فاخره صبا تا صحنه صدای ایران؛ روایت دیوار از یک میراث ماندگار بازدید رئیس سازمان بورس و اوراق بهادار از شرکت صبا فولاد خلیج فارس واکنش کرملین به هشدار ترامپ: اقدامات غیردوستانه علیه مسکو پیامدهایی در پی خواهد داشت زیبایی از کرم تا پروانه: پروانه دم‌چلچله‌ای خیره‌کننده (عکس) عزم جدی ایران برای پیشرفت روابط با افغانستان؛ عراقچی به کابل سفر می‌کند نوکیا 8800 Arte Carbon Givori: اوج تجمل در دستان شما (عکس) پرواز در ارتفاع پایین: F-15E استرایک ایگل (عکس) پروژه ۱۲۹ رنو؛ طرحی از ماریو بلینی که به رنو ۲۵ بدل شد (+عکس) اعلام زمان بلیت فروشی جشنواره فیلم فجر نوستالژی ویندوز XP؛ تصاویر پس‌زمینه خاطره‌انگیز سال ۲۰۰۱ (عکس)