سیستمی برای آشامیدنی کردن آب و تولید برق به صورت همزمان



یک مطالعه جدید آب دریا را آشامیدنی و به یک منبع انرژی تبدیل می‌کند. پژوهشگران در این مطالعه به راز نمک‌زدایی رسیده‌اند و راه حلی پایدار برای اجرای آب جهانی، ارائه و در عین حال از انرژی‌های نوین مقرون به صرفه استفاده کرده‌اند.

به گزارش ایسنا، در دنیایی که آب یک مسئله مبارک است، پژوهشگران دانشکده مهندسی دانشگاه نیویورک راه حلی ارائه کرده اند که می‌توانیم ما را برای نمک‌زدایی باز آبتعریف کند.

این تیم به سرپرستی دکتر آندره تیلور، رمز نمکزدایی جریان ردوکس(RFD) را شکسته است. این تکنیک الکتروشیمیایی نه تنها آب را به آب آشامیدنی تبدیل می‌کند، بلکه به عنوان یک راه حل ذخیره انرژی کارآمد برای انرژی‌های انرژی‌پذیر نیز عمل می‌کند.

به نقل از اس ام، این پژوهش ۲۰ درصد بهبود قابل توجه را در میزان نمک سیستم RFD با کاهش همراه با کاهش مصرف انرژی که با بهینه‌سازی جریان سیال حاصل می‌شود، نشان می‌دهد.

دکتر تیلور در بیانیه‌ای گفت: ما را با یکپارچه‌سازی و ادغام ذخیره‌سازی انرژی و نمک‌زدایی، ایجاد راه‌حلی پایدار و کارآمد است که نه تنها از آن استفاده می‌کند، بلکه از محیط زیست و یکپارچه‌سازی انرژی‌های جدید نیز حمایت می‌کند.

برتری RFD در تطبیق پذیری آن نهفته است. این سیستم‌ها را می‌پذیرد و می‌پذیرد برای ذخیره‌سازی انرژی ارائه می‌دهد که امکان استفاده از منابع انرژی‌پذیر متناوب مانند خورشیدی و باد را فراهم می‌کند.

علاوه بر این، RFD به عنوان یک چراغ امید در پرداختن به بحران جهانی آب ظاهر می‌شود و نویدبخش راه حلی نوآورانه برای افزایش مصرف آب آشامیدنی است.

گامهای توجه به سمت راه حلهای قابل پایدار آب

بخوان  ویندوز 11 به تازگی به یک ارتقای وسوسه انگیز برای دارندگان آیفون تبدیل شده است

دکتر تیلور تاکید می‌کند که RFD می‌تواند به شبکه‌های برق معمولی کاهش دهد و به فرآیند شیرین‌سازی آب بدون کربن و سازگار با محیط زیستی که می‌تواند تقویت شود، منتقل شود.

ادغام باتری‌های جریان ردوکس با فناوری‌های نمک‌زدایی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم رای افزایش می‌دهد و گام مهمی را به سمت راه‌های پایدار آب نشان می‌دهد.

باتری جریان یا جریان برق رادوکس یک سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو ماده شیمیایی در مایعات حل می‌شود که از طریق سیستم در طرف‌های یک پمپ غشاء می‌شوند، می‌شوند. انتقال یون درون سلول (همراه با جریان جریان از طریق یک مدار خارجی) از طریق غشاء رخ می‌دهد، در حالی که هر دو مایع در فضای خود به خود می‌شوند.

موفقیت این پروژه مدیون دکتر استفان آکوی مکلین مهندسی شیمی بیومولکولی در دانشگاه نیویورک و نویسنده اول این مقاله است. نبوغ وی در طراحی این سیستم، با استفاده از فناوری پیشرفته چاپ سه‌بعدی نقشی اساسی در این پیشرفت ایفا کرده است.

در بررسی پیچیدگی‌های این سیستم می‌بینیم که ورودی آب دریا از طریق شبکه‌های پیچیده‌ای از کانال‌ها به جریان‌های شور و نمک‌زدا می‌شود. این کانال‌ها که توسط غشاهای تبادلی از هم جدا شده‌اند، واکنش‌های الکتروشیمیایی را می‌سازند و در نتیجه یون‌های Na+ و تولید آب شیرین می‌شوند.

مکلین، این سیستم را به گونه‌ای توصیف می‌کند: ما می‌توانیم زمان ماندن آب ورودی را برای کارکردن سیستم در حالت تک‌گذر یا دسته‌ای کنترل کنیم.

در یک عملیات معکوس، محلی که آب نمک و آب شیرین مخلوط می‌شوند، انرژی شیمیایی ذخیره شده می‌تواند به انرژی انرژی تبدیل شود. اساساً RFD به‌عنوان شکل به‌صورت فردی از «باتری» عمل می‌کند، انرژی را از منابع خورشیدی و بادی جذب می‌کنند و آن را در صورت استفاده آزاد می‌سازند و مکملی برای منابع دیگر برق ارائه می‌کنند.

بخوان  اینورترهای آواز، هارمونی الکتریکی را برای سیستم های قدرت تجدیدپذیر نشان می دهند

در حالی که تحقیقات بیشتر مورد نیاز است، یافته‌های این تیم برای افزایش سرعت RFD مقرون به صرفه است. با تشدید تغییرات اقلیمی و رشد جمعیت، روش‌های نوآورانه و کارآمد نمک‌زدایی بسیار مهم‌تر از همیشه می‌شوند.

این مطالعه در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع