دانشمندان دستگاه خورشیدی جدیدی برای نمک‌زدایی از آب با نرخ بالا ساختند

محققان دانشگاه MIT با همکاری مهندسانی از چین دستگاه جدیدی برای شیرین‌کردن آب ساخته‌اند که می‌تواند با کمک نور خورشید با نرخی بالاتر از فناوری‌های مشابه از آب دریا نمک‌زدایی کند. این دستگاه ظاهراً قادر است هر ساعت بین 4 تا 6 لیتر آب شرب تولید کند.

فناوری جدیدی که توسط محققان MIT و مهندسان چینی ساخته شده است، نسبت به روش‌های فعلی دو مزیت عمده دارد: می‌تواند با نرخی بالا آب شیرین تولید کند، و به‌خوبی نمک اضافی را از آب خارج می‌کند. در طراحی این سیستم از ترکیب دو سازوکار چندمرحله‌ای از تبخیرکننده‌ها و کندانسورها (چگالنده‌ها) استفاده شده است.

عملکرد این دستگاه کم‌هزینه و جدید با الهام از فرایند گردش دماشوری در اقیانوس‌ها طراحی شده که بر اثر تغییرات دما و نمک موجود در آب‌ها به‌وجود می‌آید. دستگاه حاضر حتی موجب می‌شود که آب در درونش، گردش‌ها و گرداب‌های کوچکی داشته باشد.

ترکیب جریان آب و گرمای ناشی از نور خورشید موجب تبخیر آب می‌شود و نمک به‌جا می‌گذارد. با این اتفاق، بخار آب حاصل می‌شود که می‌تواند فشرده و به آب شرب تبدیل شود. نمک حاصله نیز به‌جای انباشت در دستگاه و مختل‌سازی عملکرد آن، به جریان خود ادامه می‌دهد.

دستگاه جدید نمک‌زدایی از آب دریا چگونه عمل می‌کند؟

«لنان ژنگ»، دانشمندان آزمایشگاه تحقیقات MIT توضیح می‌دهد: «زمانی که آب دریا در مقابل هوا قرار می‌گیرد، نور خورشید موجب تبخیر آن می‌شود. زمانی که آب از سطح خارج می‌شود، نمک باقی می‌ماند. و هرچه چگالی نمک بالاتر باشد، آب غلیظ‌تر می‌شود، و این آب سنگین می‌خواهد به سمت پایین جریان پیدا کند. ما با شبیه‌سازی این پدیده بزرگ [گردش دماشوری] در این دستگاه، می‌توانیم به نمک‌زدایی دست پیدا کنیم.»

بخش اصلی این فناوری شامل جعبه کوچکی است که از یک ماده خاص با قابلیت جذب گرمای بالا استفاده می‌کند. این جعبه از داخل به بخش‌های بالایی و پایینی تقسیم شده است. در بیانیه رسمی منتشره درباره کارکرد این فناوری آمده است: «آب می‌تواند از نیمه بالایی جریان پیدا کند. در این نیمه یک لایه تبخیرکننده وجود دارد که از گرمای خورشید برای گرمایش و تبخیر آب استفاده می‌کند. سپس بخار آب به نیمی پایینی دستگاه هدایت می‌شود که یک لایه کندانسور آن را سرد و به آب بدون نمک و قابل شرب تبدیل می‌کند.»

این دستگاه با ابعادی در حدود یک چمدان کوچک می‌تواند در هر ساعت بین 4 تا 6 لیتر آب شیرین تولید کند و تا سال‌ها بدون مشکل به کار خود ادامه دهد. دانشمندان امیدوارند که در آینده بتوانند از این دستگاه‌ها برای تأمین نیاز خانه‌های کوچک استفاده کنند. نتایج یافته‌های آن‌ها در قالب مقاله‌ای در مجله Joule منتشر شده است.