مهندسون أمريكيون وصينيون يطورون تكنولوجيا لتنقية المياه بالطاقة الشمسية

حدث مهندسون أمريكيون وصينيون تكنولوجيا قديمة تعمل بالطاقة الشمسية لتنقية المياه بكفاءة شبه مثالية، ويمكن للتكنولوجيا المتطورة – منخفضة التكاليف – أن توفر مياه الشرب فى المناطق التى تكون فيها الموارد المائية شحيحة، أو حيثما تقع الكوارث الطبيعية، وذلك عبر لف ورقة مغطاة بالكربون الأسود فى شكل مثلث واستخدامها لامتصاص وتبخير الماء.

وقال الباحث تشياو تشيانج جان، أستاذ الهندسة الكهربائية بجامعة “بافالو للهندسة والعلوم التطبيقية” الأمريكية، “إن تقنيتنا قادرة على إنتاج مياه الشرب بوتيرة أسرع مما هو محسوب نظريا تحت أشعة الشمس، عادة عندما يتم استخدام الطاقة الشمسية لتبخير الماء يتم إهدار بعض الطاقة مع فقدان الحرارة إلى البيئة المحيطة، ما يجعل العملية أقل كفاءة بنسبة 100%، إلا أن نظامنا الجديد يمتلك طريقة لسحب الحرارة من البيئة المحيطة، ما يسمح لنا بتحقيق كفاءة شبه مثالية لتنقية المياه”.

وتم تمويل الدراسة – التى نشرت فى العدد الأخير من مجلة “العلوم المتقدمة” – من قبل “المؤسسة الوطنية الأمريكية للعلوم” NSF فى إطار التعاون بين جامعة ” فودان” فى الصين و”ويسكونسن ماديسون” الأمريكية.

وأسس تشياو تشيانج جان وزملاؤه شركة ناشئة، وهى “صن كلين ووتر”، تهدف لتوفير التكنولوجيا للأشخاص والهيئات التى بحاجة إليها، حيث تقوم الشركة – بدعم من برنامج أبحاث الابتكار للشركات الصغيرة – بدمج نظام التبخر الجديد فى نموذج أولى من الطاقة الشمسية، وجهاز لتنقية المياه يعمل بالطاقة الشمسية.

وقال تشياو تشيانج جان، إنه “عندما تتحدث إلى المسؤولين الحكوميين أو المنظمات غير الربحية التى تعمل فى مناطق الكوارث، فإنهم يريدون أن يعرفوا مقدار المياه التى يمكن أن تولدها كل يوم، مؤكداً أن لدينا استراتيجية لتعزيز الأداء اليومى، فنتمكن من إنتاج مابين 10 إلى 20 لترا من المياه النظيفة كل يوم”.

وتعتمد التقنية الجديدة فى تنقية المياه على استغلال ورقة تم غمرها فى الكربون وطيها على هيئة شكل “فى” مقلوبا رأسا على عقب، والحواف السفلية للورقة معلقة فى بركة من الماء لتمتص السائل مثل منديل، وفى نفس الوقت يمتص طلاء الكربون الطاقة الشمسية لتقوم بتبخير المياه بفعل الحرارة.

وتابع جان أن الهندسة المصممة منها الورقة تعوض عن الفقدان المنتظم للطاقة الشمسية الذى يحدث أثناء التبخير، وتسهم عملية التبخر فى توفير ما يعادل 2.2 لتر من الماء فى الساعة لكل متر مربع من المساحة المضاءة بالشمس، وفقا للدراسة الجديدة.

وأوضح الباحثون أن معظم المجموعات العاملة على تقنيات التخبر الشمسى تسعى إلى تطوير مواد متقدمة، مثل المواد البلازمية المعدنية والمواد النانوية المعتمدة على الكربون، إلا أننا ركزنا على استخدام مواد منخفضة التكلفة للغاية ومازلنا قادرين على تحقيق أداء قياسي، مضيفين أنه من المهم التأكيد على كفاءته التى تصل إلى نسبة 100% .