تقنية شمسية جديدة تُحوِّل مياه البحر إلى مياه عذبة دون محلول ملحي

باحثو جامعة روتشستر يبتكرون نظام تحلية يعمل بالطاقة الشمسية ويستخرج الأملاح كمواد صلبة لا سائلة، مع القدرة على استخلاص الليثيوم كمنتج ثانوي ذي قيمة.

تحرير
ألمعي · هيئة التحرير
النشر
١٧ سبتمبر ٢٠٢٦
المصدر
ScienceDaily
القراءات
٠
الوقت
قراءة دقيقتين
محطة تحلية مياه في منطقة الشرق الأوسط

تواجه دول عديدة تتصدرها منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا ضغوطاً متزايدة على مصادرها من المياه العذبة، وتلجأ إلى محطات التحلية كحل رئيسي. غير أن هذه المحطات تُنتج في الغالب كميات ضخمة من المحلول الملحي المركَّز الذي يُلقى في البحار والمحيطات مُهدِّداً التوازن البيئي. الآن، يقدّم علماء من جامعة روتشستر الأمريكية نظام تحلية جذرياً مختلفاً.

يعتمد النظام الجديد على ألواح معدنية سوداء عولجت بليزر الفيمتو ثانية، وهو ليزر نابض يُعدَّل السطح بدقة نانومترية، مما يمنحه مستوى استثنائياً من امتصاص الإشعاع الشمسي. حين تُسخَّن هذه الألواح بالطاقة الشمسية، تتبخر المياه المالحة وتُعاد تكثيفها كمياه عذبة، بينما تُرحَّل الأملاح نحو حواف الألواح بدلاً من تراكمها على سطح التبخر، مستغلةً ما يُسمى بظاهرة حلقة القهوة.

ما يجعل هذا النظام متميزاً هو آليتان متكاملتان: الأولى هي التنظيف الذاتي، إذ يتدفق الماء عبر نقاط استراتيجية في اللوح لتنظيف السطح الفعّال من أي رواسب مما يُطيل عمره الافتراضي. والثانية أن الأملاح المُستخلصة تُجمَّع بحالتها الصلبة، لا كمحلول ملحي سائل، مما يُلغي بشكل شبه كامل مشكلة التصريف البحري الضارة.

أكثر من ذلك، يمتد النظام إلى استخلاص معادن ثمينة. فبإضافة جسيمات نانوية من تيتانات الهيدروجين إلى الألواح، يُصبح بإمكان النظام استهداف الليثيوم الذائب في المياه وفصله بصورة انتقائية. وقد أثبتت التجارب قدرة النظام على استخلاص نحو 50% من الليثيوم المذاب في عينات من بحيرة Great Salt Lake. وبالنظر إلى أن الليثيوم يُعدّ عنصراً استراتيجياً في صناعة بطاريات المركبات الكهربائية وتخزين الطاقة، فإن هذه القدرة تُحوّل عملية التحلية من مجرد تكلفة إلى عملية قابلة للربحية.

تبقى التقنية في مرحلتها التجريبية المبكرة، وقد أُثبتت فاعليتها على مقاييس صغيرة في المختبر. ويُشير الباحثون إلى أن التصميم قابل للتوسع من حيث المبدأ، غير أن الطريق إلى محطات تحلية تعتمد هذه التقنية على نطاق تجاري لا يزال يتطلب سنوات من التطوير.

في السياق الإقليمي، تُمثّل أزمة المياه أحد أشد التحديات وطأةً على دول عديدة في المنطقة العربية. ولذا فإن أي تقنية تعد بتقليص التكاليف البيئية لعمليات التحلية أو توليد عائد من المعادن المستخرجة تستحق متابعة دقيقة. وإن نجحت تقنية جامعة روتشستر في التحوّل من المختبر إلى الميدان، فقد تُعيد رسم معادلة الأمن المائي في مناطق تُعاني شحّاً تاريخياً.

المصدر الأصلي
ScienceDaily
قراءة المقال الأصلي ↗
قصة اليوم · كل صباح

أعجبك التقرير؟ استلم واحداً كل صباح.

قصةٌ تقنية واحدة تستحقّ وقتك، بالعربية. بلا إعلانات، بلا إزعاج.

بلا إعلانات · إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة · بياناتك آمنة

اقرأ أيضًا

المزيد من بيئة

نموذج تشريحي للدماغ البشري

علماء ينجحون في زرع خلايا دماغية بشرية في قشرة دماغ فأر يُحسِّن أداءه المعرفي

فريق ستانفورد يبتكر فئراناً تُشكّل فيها الخلايا البشرية نحو نصف قشرتها الدماغية، مما يُحسّن قدرتها على حل المتاهات ويفتح آفاقاً لعلاج إصابات الدماغ.

MIT Technology Review
صورة دماغية بتقنية التصوير بالرنين المغناطيسي

علماء يُعيدون بناء مقاطع فيديو مما شاهده الفأر بالاستناد فقط إلى نشاطه الدماغي

فريق جامعة كوليدج لندن يُثبت إمكانية استخراج تسجيل بصري مدته 10 ثوانٍ من إشارات الخلايا العصبية في القشرة البصرية، في تقدم يكشف كيف يُعيد الدماغ تشكيل ما نراه.

ScienceDaily
صورة حقيقية للون كوكب الزهرة

دراسة جديدة: كوكب الزهرة ربما ابتلع قمره الخاص بفعل دورانه البطيء

محاكاة حاسوبية من جامعة كاليفورنيا تُظهر أن قمراً افتراضياً للزهرة كان سيتحرك نحو الكوكب لا بعيداً عنه، والاصطدام ربما شكّل جيولوجية الكوكب وتاريخه المناخي.

ScienceDaily
صورة حقيقية الألوان لكوكب بلوتو القزم

نيو هورايزنز يكشف عن أول دليل على تدفق النيتروجين السائل على سطح بلوتو

علماء يحللون بيانات المسبار الفضائي ليكتشفوا تشكيلات مظلمة على جليد سبوتنيك بلانيتيا تُشير إلى تسرّب سائل من أعماق القشرة الجليدية إلى السطح.

ScienceDaily
خلية شمسية من مادة البيروفسكيت

خلايا شمسية من البيروفسكيت تولّد الكهرباء تحت الماء

طوّر باحثون خلايا شمسية من مادة البيروفسكيت قادرة على توليد الكهرباء في البيئات المائية، بعد تحقيق إنجاز في تعزيز ثبات هذه المادة أمام الرطوبة، مما يفتح آفاقاً لتشغيل أجهزة الاستشعار البحرية وأجهزة إنترنت الأشياء.

Ars Technica
صرصور إلكتروبيولوجي مجهز بكاميرا وآلية حقن لعمليات الإنقاذ

صراصير إلكتروبيولوجية تتجاوز الأنقاض لإنقاذ ضحايا الكوارث

فريق بحثي أسترالي يطوّر كائنات إلكتروبيولوجية مزوّدة بكاميرات وآليات حقن تلقائي للبحث عن ضحايا الكوارث وتقديم الإسعافات الأولية لهم

Wired