باشگاه آلومینیوم: بیش از 1 میلیارد نفر در سراسر جهان به آب شیرین دسترسی ندارند و این مشکل در حال افزایش است، تا سال 2025 دو سوم عظیم جمعیت جهان ممکن است با کمبود آب روبرو شوند. برای از بین بردن این تشنگی، برخی از جوامع ثروتمند در کارخانه های شیرین سازی آب سرمایه گذاری کرده اند که آب نمک را به آب آشامیدنی تمیز تبدیل می کنند. اما این هزینه برای اکثر جوامع بسیار گران است. اکنون، محققان به تکنیک خورشیدی دست یافته اند که می تواند سیستم های نمک زدایی در مقیاس کوچک را حتی برای خانوارهای خاص نیز مقرون به صرفه کند.
به گزارش باشگاه آلومینیوم به نقل از جام جم آنلاین، این رویکرد برداشت جدیدی از فناوری قدیمی است . این عکسهای ساکن - ظروف بزرگ پوشیده شده از تارهای پلاستیکی شفاف یا محفظه های شیشه ای - تابش مستقیم آفتاب را به حوضچه ای از آب شور می اندازند. آب تبخیر می شود و نمک ها را پشت سر می گذارد و سپس روی پلاستیک یا شیشه متراکم می شود و در آنجا گیر می شود. مشکل، توان عملیاتی است. خورشید آنقدر آرام آب را تبخیر می کند که آب شیرین بسیار کمی تولید می شود - حتی برای بیشتر مردم حتی زحمت آن بسیار کم است.
برای رفع مشکل توان عملیاتی، محققان سعی کرده اند آب نمک را با فیلم های شناور پر از ذرات فلزی به ابعاد نانو، که معمولاً از طلا ساخته شده اند، بریزند. طلا جاذب مناسبی از نور خورشید است و نانوذرات انرژی خورشید را به نقاط کوچک تبدیل می کنند که پس از آن به طور موثر آب را تبخیر می کنند. اما طلا و سایر فلزات نجیب که به همان خوبی کار می کنند، گران هستند.
اکنون، محققان در دانشگاه نانجینگ چین یک جاذب خورشیدی را برای کار با آلومینیوم، یکی از فراوانترین و ارزانترین فلزات روی کره زمین، طراحی کرده اند. به طور معمول، آلومینیوم فقط در جذب نور ماورای بنفش، یک شکاف کوچک از طیف خورشیدی، مهارت دارد. اما تیم Zhu در دو مرحله این جذب را گسترش داد. ابتدا، آنها فویل را با یک آرایه منظم از سوراخ، که عرض هر کدام از آنها 300 نانومتر است، سوراخ کردند. آلومینیوم مانع از انعکاس نور از سطح می شود و آن را از طریق فیلم پراکنده می کند و باعث افزایش احتمال جذب آن می شود. محققان همچنین فویل اکسید آلومینیوم را با دوز اضافی آلومینیوم بخار شده اشتباه گرفتند. آلومینیوم اضافی یک لایه نازک در بالا تشکیل می دهد. اما در منافذ، اتمهای آلومینیوم به "جزایر" کوچکی تبدیل می شوند که احتمال جذب نور خورشید در فویل را افزایش می دهد.
جزایر آلومینیوم مانند ذرات طلا کار می کنند، نقاط گرم کننده انرژی ایجاد می کنند که باعث افزایش تبخیر آب در آن مکان ها می شود. آنها گزارش دادند که این رویکرد به حدی خوب کار کرد که محققان توانستند آب نمک را تا سه برابر سریعتر از فویل تصفیه کنند. فقط یک متر مربع فویل بسته به میزان تابش نور ساکن، 2 تا 8 لیتر آب در ساعت تولید می کند. آزمایشات نشان داد که آب تصفیه شده فقط حاوی مقادیر کمی نمک است - قطراتی کمتر از آنچه سازمان بهداشت جهانی و آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده برای آب آشامیدنی بی خطر می دانند.
نصب جدید به زودی جایگزین تکنیک های فیلتراسیون صنعتی نمی شود. بنی فریمن، مهندس شیمی و کارشناس نمک زدایی آب از دانشگاه تگزاس در آستین، می گوید اینها در مقیاس وسیعی کارآمد هستند و برای هر متر مربع غشا تا 65 لیتر آب در ساعت تولید می کنند. با این حال، نیروگاه های نمک زدایی در حال حاضر به منابع عظیم انرژی، معمولاً از سوخت های فسیلی، نیاز دارند. این امر آنها را برای بسیاری از کشورهای در حال توسعه و خانوارها غیرقابل تحمل می کند. بنابراین این تکنیک جدید می تواند روشی را برای تصفیه آب افراد با نیاز ارزان خود فراهم کند. فریمن می گوید: "مطمئناً نیاز زیادی به آن وجود دارد." "اگر بتوانید آب تمیز را حتی در مقیاس کوچک تأمین کنید، می تواند یک بازی تعویض کننده باشد."
با این اوصاف، فریمن اضافه می کند که رویکرد جدید به شیرین سازی هنوز راهی برای پیشبرد اثبات خود در دنیای واقعی دارد. در آزمایش فعلی آنها، این تنظیمات برای 25 چرخه هر یک ساعته با افت عملکرد کم انجام شد. اما برای اینکه در دنیای واقعی مفید واقع شود، باید ماهها یا سالها دوام بیاورد. محققان همچنین باید راه هایی برای دفع آب نمک اضافی که آب در حال تبخیر از آن است، پیدا کنند. اما با وجود بسیاری از مردم که به شدت به آب شیرین احتیاج دارند، منبع ارزان تصفیه ارزان قیمت چشم انداز خوبی است.
