ساخت وسیله ای برای جذب آب از مولکول های هوا

یکی از معضلاتی که بشر امروزی با آن مواجه است کم آبی در مناطق خشک است. از این رو دانشمندان اخیراً موفق به طراحی و ساخت وسیله ای شده اند که با استفاده از آن می توان آب موجود در مولکول های هوا را جذب کرده و از آب به دست آمده به عنوان آب آشامیدنی استفاده نمود.

به گزارش کلیک، در حالی که در حال حاضر مطالعاتی زیادی بر روی طراحی، ساخت و یا ابداع روش هایی برای شیرین کردن آب های شور موجود در دریاها انجام می شود اخیراً گروهی از دانشمندان موفق به ابداع وسیله ای شده اند که با استفاده از آن قادر خواهند بود مولکول های آب موجود در هوا را جذب کنند. گفتنی است این روش حتی در مناطقی که میزان رطوبت هوا چیزی کم تر از ۲۰ درصد است نیز کاربردی خواهد بود. گفتنی است آب به دست آمده از این روش قابل آشامیدن بوده و تنها چیزی که در این روش به آن در این روش برای جذب مولکول های آب نیاز است، نور خورشید خواهد بود.

با وجود اینکه انتشار خبر ساخت چنین دستگاهی بسیار خوشحال کننده است اما باید توجه داشت که این تحقیق تنها در حد آزمایشگاهی پیش رفته است و هنوز آینده آن مشخص نیست.

دستگاهی که برای جذب آب از مولکول های هوا طراحی و ساخته شده است دستگاه یاست که توسط یک گروه تحقیقاتی شامل محققان دانشگاه MIT و برکلی با استفاده از نوعی فلز به نام Metal-Organic یا همان MOF ساخته شده است.

به گفته محققان استفاده از این دستگاه در فاز اولیه است و تنها از آن به صورت محدود در فاز آزمایشگاهی برای جذب آب از مولکول های هوا استفاده شده است. اما نتایج به دست آمده از آزمایش دستگاه در مجلات علمی معتبر دنیا منتشر شده است.

عمر یاغی یکی از اعضای تیم تحقیقاتی این پروژه بر این باور است که ساخت چنی دستگاهی تمام موانع و چالش هایی را که بسیاری در خصوص کم آبی و بحران آب با آن مواجه بوده اند را تا حدود زیادی بر طرف کرده است.

به عقیده این محقق هیچ راه حل دیگری برای انجام این کار یعنی استخراج آب از هوا درحال حاضر وجود ندارد. وی عقیده دارد دستگاه های مرطوب کننده هوا که در خانه ها استفاده می شوند می توانند منبع بسیار خوبی برای تولید آب از مولکول های هوا باشد.

در حدود دو، سوم جمعیت جهان در حال حاضر در معرض بحران کمبود آب قرار دارند، اما بر اساس آخرین برآوردها می توان در حدود ۱۳ تریلیون لیتر آب از مولکول های هوا استخراج کرد که این میزان آب قابل آشامیدن نیز هست.

در حال حاضر دستگاه استخراج آب از مولکول های هوا در هوایی با رطوبت ۲۰ تا ۳۰ درصد آزمایش شده است که میزان آب استخراج شده توسط این دستگاه در حدود ۲٫۸ لیتر در طول ۱۲ ساعت کار بوده است. برای استخراج این میزان آب در حدود ۱ کیلوگرم یعنی ۲٫۲ پوند فلز MOF استفاده شده است.

آزمایش های دیگری نیز بر روی این دستگاه در پشت بام دانشگاه MIT انجام شده است که نتایج آن بسیار موفق آمیز بوده است. نتایج استخراج شده از آزمایش این دستگاه در شرایط طبیعی نشان داده است که این دستگاه قابلیت کار کردن در شرایط طبیعی و هوای آزاد را خواهد داشت.

به عقیده اعضای این تیم تحقیقاتی این دستگاه می تواند آب آشامیدنی مورد نیاز یک خانواده را به قدر کفایت تامین کند.

به گفته عمر یاغی، اما یکی از اهداف آینده این تیم تحقیقاتی برای آینده استفاده از این دستگاه خارج از شبکه آب رسانی محلی است. در واقع این تیم تحقیقاتی در حال کار بر روی ایجاد امکان تامین آب آشامیدنی و مورد نیاز یک خانواده از طریق این دستگاه است که خارج از شبکه آب رسانی قرار گیرد و تنها با استفاده از نور خورشید آب مورد نیاز خانواده را تامین نماید.

این محقق با این روش هر خانواده می تواند خارج از شبکه آب رسانی محلی، به آب آشامیدنی مورد نیاز خود دسترسی داشته باشد.

بر اساس گفته های این محقق وی در حدود ۲۰ سال پیش کار بر روی استفاده از فلز MOF را آغاز کرده است. بر خلاف ورقه های فلز های دیگر، در MOF از فلزهایی مانند منیزیوم، آلومینیوم به همراه مولکول های ارگانیکی که در لبه های ورقه فلز به منظور ذخیره بهینه گاز و یا مایع ترکیب شده اند، تشکیل شده است.

از حدود ۲۰ سال پیش تاکنون محققان زیادی توانسته اند در حدود ۲۰ هزار مدل از MOF ها را ساخته و از آن ها برای جذب CO2 در هوا و یا سایر ترکیبات شیمیایی موجود در هوا استفاده نمایند.

اما در MOF ای که برای جذب مولکول های هوا از آن استفاده می شود از ترکیب زیرکونیوم و اسید ادیپیک که برای جذب ذرات آب معلق در هوا مناسب است استفاده شده است.

اما تیم تحقیقاتی MIT در پژوهش خود MOF را به کریستال هایی به اندازه ذرات بسیار ریز شبیه گرد و خاک تبدیل کرده اند و این ذرات را بین دو ورقه کندانسور و جذب کننده نور خورشید قرار داده اند. بقیه اجرای این دستگاه در محفظه ایجاد شده بین این دو ورقه قرار داده شده است تا بتوان با استفاده از آن ذرات آب معلق در هوا را جذب نمود. در تصویر زیر نمونه ای از این دستگاه نشان داده شده است.

تصویر متن 1

اما مولکول های آب معلق در هوا از طریق کریستال های MOF به سطح داخلی جذب می شوند. مطالعات انجام شده با استفاده از پرتوهای اشعه ایکس نشان داده اند که در این روش مولکول های هوا به صورت یک مکعب در گروه های هشت تایی به یکدیگر متصل می شوند.

بعد از جذب مولکول های آب موجود در هوا، کریستال های MOF در اثر مجاورت با نور خورشید گرم می شوند و مولکول های آب را به سمت کندانسور به حرکت در می آورد. این کار باعث می شود تا ذرات بخار آب به مایع تبدیل شود و وارد یک مخزن که برای جمع آوری آب آشامیدنی تعبیه شده است، وارد شوند.

به گفته این تیم تحقیقاتی استفاده از این روش برای جذب آب موجود در هوا در تمام شرایط آب و هوایی حتی شرایط آب و هوایی که رطوبت آن بسیار کم است نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

هر چند دانشمندان این تیم تحقیقاتی بر این باورند که با ابداع این روش جدید توانسته اند گام بزرگی در جهت بر طرف کردن معضل کمبود آب در جهان بر دارند اما همچنان بر این نکته تاکید کرده اند که هنوز راه درازی برای ساخت دستگاهی با کارآیی بهنیه و قابلیت های بیشتر در پیش رو است.

در حال حاضر MOF بکار رفته در این دستگاه تنها قادر به جذب ۲۰ درصد از رطوبت هوا خواهد بود اما به گفته اعضای تیم تحقیقاتی MIT می توان MOF ای ساخت که قادر به جذب ۴۰ درصد از آب موجود در هوا باشد.



بدون دیدگاه