اشترِك في نشرتنا الإخبارية
في آن واحد... أول جهاز ينقّي المياه ويولّد الكهرباء معاً
19-04-2023 | 09:00
المصدر: (النهار)
ابتكر باحثون كوريون تقنية جديدة تنقّي المياه وتنتج الكهرباء في الوقت نفسه. وهو الابتكار الذي سيتيح استخداماً فعالاً لموارد المياه الملوثة من خلال توليد الطاقة المتجددة على المدى البعيد.
وابتكر فريق الباحثين الذي يقوده الدكتور جي سو جانغ في مركز أبحاث المواد الإلكترونية بالمعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا "KIST" والبروفيسور تاي جوانغ يون من قسم علوم وهندسة المواد في جامعة ميونغ جي، تصميماً يجعل تيار المياه ثنائي الاتجاه يمر على غشاء متعدد الوظائف لتوليد الطاقة الكهربائية وتنقية المياه في الوقت نفسه، وقد نشرت تفاصيل الابتكار في دورية "أدفانسيد ماتيرياليز".
وتمكن الباحثون من وضع النموذج الأولي لجهاز متعدد الوظائف قادر على توفير المياه النقية والكهرباء بنجاح، حسب ما نقله تقرير جريدة "لوموند" الفرنسية.
الجهاز متعدد الوظائف "EPM"
الجهاز عبارة عن غشاء متعدد الوظائف أطلق عليه اسم "إيه بي إم" "EPM" اختصاراً لعبارة "غشاء توليد الكهرباء وتنقية المياه" "electricity generation and purification membrane".
كما يمكنه توليد الكهرباء بشكل مستمر في أثناء عملية تنقية المياه وتحويلها إلى مياه صالحة للشرب، سواء كانت مياه الأمطار والأنهار أو مياه الصرف الصحي أو المياه الجوفية.
ويتكون الجهاز من غشاء به مسامات تصفي الماء في القاع، مع مولد كهربائي في الأعلى.
كما تم تصميم الغشاء لتنقية المياه من خلال التحكم في اتجاه تدفقها. وعندما تمر المياه الملوثة عبر الغشاء المبتكر تتم تنقيتها في الاتجاه العمودي، بينما يتم توليد الكهرباء في الوقت نفسه في الاتجاه الأفقي بواسطة حركة الأيونات.
ويتميز الغشاء بقدرته على ضمان تصفية عالية الدقة وإزالة اللدائن الدقيقة وجزيئات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي، حيث يمكنه تصفية أكثر من 90 في المئة من الملوثات ذات الأحجام الأقل من 10 نانومترات، بالإضافة إلى توليد الكهرباء لأكثر من 3 ساعات باستخدام 10 ميكرولترات فقط من الماء.
أهمية جهاز "EPM"
سيلعب هذا الابتكار دوراً في حل مشكلة ندرة المياه بفضل خصائصه، مع تقديم أداء عالٍ في توليد الكهرباء وتنقية مختلف موارد المياه.
ويمثل نموذجاً فعالاً يمكن استخدامه كنهج من الجيل التالي لتوليد الطاقة المتجددة، ومن ثم الاستخدام الفعال لموارد المياه الملوثة.
بالإضافة إلى انخفاض تكاليف التصنيع ووقت المعالجة، ما يعني إمكانية تسويقه بسهولة.
وصرح الدكتور جي سو جانغ، حسب ما جاء في البيان الصحفي الذي نشر في الموقع الرسمي للمعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا "KIST"، إن "هذه التقنية الجديدة يمكنها حل مشكلة نقص المياه وإنتاج طاقة صديقة للبيئة في الوقت نفسه. بالإضافة إلى ذلك، هناك تطبيقات محتملة كبيرة لهذه التقنية في نظام إدارة جودة المياه ونظام الطاقة في حالات الطوارئ".
واعتبر سو جانغ، أن عملية تنقية المياه وجعلها صالحة للشرب تعتبر تحدياً بيئياً، كون تقنيات التنقية الحالية تتطلب طاقة هائلة، وهو ما دفع فريقه متعدد التخصصات للتفكير في إمكانية تصميم غشاء قادر على توليد الكهرباء وجعل المياه غير العذبة صالحة للشرب، وفقاً لما نقلته "لوموند".
