جهاز مبتكر لإنتاج الماء العذب من البحر.. يحاكي النباتات ولا يحتاج وقوداً

طوّر فريق بحثي في جامعة خليفة جهازاً لتوليد وبلورة البخار من أشعة الشمس، يُنتج الماء العذب من مياه البحر، ويجمع الملح، من دون إفراز محاليل ملحية، كما أنه لا يحتاج وقوداً أحفورياً للتزود بالطاقة، حيث يقوم الجهاز بمحاكاة عملية النتح الطبيعية لنباتات القرم (خروج الماء على شكل بخار من أجزاء النبات المعرضة للهواء خصوصاً الأوراق)، كما يمكن أيضاً استخدام الجهاز مباشرة لمعالجة المحاليل الملحية مع صفر إفرازات سائلة، ما يجعل الملح الجاف هو المنتج الجانبي الوحيد.

وقال الأستاذ في جامعة خليفة، الدكتور تيجون زهانج، إن الفريق البحثي استلهم من الطبيعة فكرة الابتكار لتطوير حل يتسم بالكفاءة والقابلية للتطور، يمكنه الإسهام في التصدي لمشكلة ندرة المياه على مستوى العالم، بينما يقلل في الوقت نفسه من التأثير البيئي إلى أدنى حد ممكن، ويستخلص المعادن القيمة.

وأضاف أن الفريق اكتشف أن أداء مولدات البخار باستخدام الطاقة الشمسية يتراجع بسبب فقدان القدرة على امتصاص الضوء، لا بسبب الانسداد الطبيعي للمسام بواسطة الملح، إضافة إلى اكتشاف الفريق أن وجود الملح يمكنه فعلياً أن يحسن عملية البخر، حتى في غياب الضوء، مشيراً إلى أن هذه النتائج التي توصل إليها الفريق، تسهم في إفساح المجال أمام استخدام الطاقة الشمسية وإنتاج المياه العذبة بكفاءة.

وأوضح أن الجهاز يحاكي خواص النباتات التي تتحمل الملوحة، حيث يستخدم الجهاز ساقاً ماصة مسامية مقاومة للتآكل، وأوراقاً متعددة الطبقات تتكون من شبكات ذات تركيب نانوي من «التيتانيوم»، تتسم بشراهتها الفائقة للماء وانخفاض كُلفتها، لتشكل مورداً ملحياً بفعل الخاصية الشعرية، ما يتيح توليد البخار والتجميع السلبي للملح بصفة مستمرة، ويترسب الملح في الماء عند الحواف أثناء عمليات البخر التي تتم في ساعات النهار، ما يؤدي إلى تكوين بقعة مسامية، لافتاً إلى أنه في ساعات الليل، تأخذ الجاذبية الأرضية مجراها، ما يسبب انفصال بقع الملح عندما تتبلل الأوراق مجدداً بالمياه الملحية، كما تعمل هذه البقع الملحية المسامية على تحسين أداء عمليات البخر.

وأفاد زهانج بأن الجهاز يستطيع إذا توافر ضوء الشمس الطبيعي أن ينتج 2.2 لتر من الماء العذب يومياً لكل متر مربع من مياه البحر الحقيقية، وهي كمية كافية لتلبية احتياجات الفرد من مياه الشرب، مبيناً أنه عند تشغيل الجهاز داخل الأماكن المغلقة، فقد حقق نسبة كفاءة بلغت 94% في ما يتعلق بمعالجة مياه البحر الاصطناعية، بنسبة ملوحة تبلغ 3.5% عند تعريضه للضوء بكثافة تعادل كثافة الشمس.

ورصد الفريق البحثي النتائج بواسطة جهاز قابل للتطوير، يقوم بتوليد وبلورة البخار من أشعة الشمس، باستخدام تكنولوجيا ذات حقوق ملكية فكرية محمية.

وجاءت النتائج في صورة ورقة بحثية متاحة للجميع للاطلاع، بعنوان التقطير المحاكي الحيوي المستدام باستخدام الطاقة الشمسية، مع بلورة الحواف من أجل تجميع سلبي للملح وصفر محاليل ملحية.

. 2.2 لتر من الماء العذب يمكن للجهاز إنتاجها يومياً لكل متر مربع من مياه البحر.

. يمكن استخدام الجهاز مباشرة لمعالجة المحاليل الملحية مع صفر إفرازات سائلة.