الجزيرة:
2025-02-17@00:12:24 GMT

تقنية جديدة لحصاد الماء من الهواء بالطاقة الشمسية

تاريخ النشر: 17th, December 2023 GMT

تقنية جديدة لحصاد الماء من الهواء بالطاقة الشمسية

تمكن فريق من الباحثين في جامعة شنغهاي جياو تونغ في الصين من ابتكار تقنية تقوم بحصاد الماء من الهواء مباشرة، وذلك باستخدام مواد مرطبة (Hygroscopy Materials) تعمل على جذب وامتصاص جزيئات الماء من الهواء.

وجاء ذلك في الدراسة التي نشرتها دورية أبلايد فيزيكس ريفيوز (Applied Physics Reviews) في عددها الصادر يوم 5 ديسمبر/كانون الأول الجاري.

وبحسب البيان الصادر من المعهد الأميركي للفيزياء الذي تبنى الدراسة، فإن التقنية المبتكرة هي تقنية بسيطة وغير مكلفة، وبالتالي ستكون مناسبة للاستخدام على نطاق واسع.

أكثر من 2.2 مليار شخص في بلدان العالم يعانون من الحصول على مياه الشرب (بيكسلز) الحصول على مياه الشرب

ووفقا لما ورد في بيان المعهد الأميركي للفيزياء فهناك أكثر من 2.2 مليار إنسان يعانون من الإجهاد المائي، وتشير تقديرات الأمم المتحدة إلى أن 3.5 ملايين شخص يموتون كل عام بسبب أمراض مرتبطة بالمياه.

وبالنظر إلى أن المناطق الأكثر احتياجا إلى مياه الشرب المحسنة تقع أيضا في بعض أكثر الأماكن المشمسة في العالم، فهناك اهتمام قوي بتسخير ضوء الشمس للمساعدة في الحصول على المياه النظيفة.

ولحل مشكلة الحصول على ما يكفي من مياه الشرب، وخاصة في المناطق الجافة، عمل الباحثون في جامعة شنغهاي جياو تونغ على ابتكار تقنية تعمل على توفير المياه بواسطة الطاقة الشمسية، واستخدام مادة هلامية وأملاح مرطِّبة تعمل على امتصاص الماء من الغلاف الجوي.

وفي هذا الصدد يقول رئيس الفريق البحثي لهذا الابتكار روتشو وانغ من جامعة شنغهاي جياو تونغ: "إنه لأجل التخفيف من معاناة الإجهاد المائي، فإنه يمكن استخدام تقنية حصاد المياه الجوية هذه لزيادة الاحتياجات اليومية من إمدادات المياه، مثل مياه الشرب المنزلية والمياه الصناعية ومياه النظافة الشخصية".

من ناحية أخرى ذكر بيان المعهد الأميركي للفيزياء أن التقنية المبتكرة تعتمد على تصنيع مادة هلامية فائقة الرطوبة قادرة على امتصاص كمية كبيرة من الماء والاحتفاظ بها، حيث يمكن لكيلوغرام واحد من الهلام الجاف أن يمتص 1.18 كيلوغرام من الماء في البيئات الجوية القاحلة، وما يصل إلى 6.4 كيلوغرامات في البيئات الجوية الرطبة.

التقنية الجديدة تعتمد على تصنيع مادة هلامية فائقة الرطوبة قادرة على امتصاص كمية لا مثيل لها من الماء (شترستوك) الحل في الاسترطاب

الاسترطاب ‏هو قدرة المادة على جذب جزيئات الماء من البيئة المحيطة عن طريق الامتصاص، ويتم ذلك بحدوث تغيير فيزيائي في المادة الماصة عند تعلق جزيئات الماء فيها، وذلك إما بزيادة الحجم أو الالتصاق أو غيرها من الخواص الفيزيائية.

وتشمل المواد المسترطبة ألياف السيليلوز (كالقطن والورق) والسكر والكراميل والعسل والغليسيرول والإيثانول والميثانول ووقود الديزل وحمض الكبريت والكثير من الأملاح بما فيها ملح الطعام، والكثير من المواد الأخرى.

ويمكن مشاهدة الاختلاف بالاسترطاب عادة في غلاف الكتب الورقية المغلف بطبقة بلاستيكية عند حدوث رطوبة مفاجئة بالجو، فغلاف الكتاب سيلتف ويلتوى مبتعداً عن بقية الكتاب، لأن الوجه غير المغلف بطبقة البلاستيك سيمتص رطوبة أكبر وتزداد مساحته، مما يؤدي إلى إجهاد يلف الغلاف نحو الوجه المغطى بالبلاستيك.

ووفقا لمبدأ استرطاب المواد الهلامية والأملاح، تعمل هذه التقنية في حصاد الماء من الغلاف الجوي، والذي تحقق في التجربة المعملية التي قام بها الباحثون على جهازهم المبتكر.

وفي هذا الصدد يقول بيان المعهد الأميركي للفيزياء: تاريخيا واجه الباحثون تحديات عند حقن الملح في الهلاميات المائية حيث إن المحتوى العالي من الملح يقلل من قدرة التورم في الهلاميات المائية بسبب تأثير التمليح، وأدى ذلك إلى تسرب الملح وانخفاض قدرته على امتصاص الماء.

ويقول مؤلف الدراسة وانغ: "لقد تأثرنا بأنه حتى عندما حُقن ما يصل إلى 5 غرامات من الملح في غرام واحد من البوليمر، حافظ الهلام الناتج على انتفاخ جيد وخصائص احتجاز الملح".

ولهذا قام الباحثون بتصنيع هلام فائق الاسترطاب باستخدام مشتقات نباتية وأملاح استرطابية قادرة على امتصاص كمية لا مثيل لها من الماء والاحتفاظ بها، حيث أصبح بإمكان كيلوغرام واحد من الهلام الجاف أن يمتص 1.18 كيلوغرام من الماء في البيئات الجوية القاحلة، وما يصل إلى 6.4 كيلوغرامات في البيئات الجوية الرطبة.

بالإضافة إلى ذلك، اعتمد الفريق نموذجا أوليا لهذه التقنية مزودا بغرفتي امتزاز وتكثيف تم تكوينهما بالتوازي، إذ استخدم الباحثون توربينا في غرفة التكثيف لزيادة استخلاص الماء الممتص إلى أكثر من 90%.

مواد استرطابية تعمل على جذب جزيئات الماء من البيئة المحيطة عن طريق الامتصاص (شترستوك) عرض نموذجي للجهاز

وفي عرض نموذجي خارجي، وجد الفريق أن تقنيتهم تطلق الماء الممتز (أي الماء الذي تم جذبه وامتصاصه من الغلاف الجوي) حتى في الصباح أو بعد الظهر عندما تكون الشمس ضعيفة، وبالتالي يمكن للنظام أيضا تحقيق الامتزاز خلال النهار.

وسيعمل الفريق على تحقيق عملية جذب الماء وامتصاصه من الغلاف الجوي، وذلك باستخدام الطاقة المتجددة للحصول على إنتاجية عالية من الماء، وكذلك لزيادة تحسين أداء النظام للتطبيقات العملية في توليد المياه.

من ناحية أخرى يرى الباحثون أن هذه التقنية يمكنها أيضا أن تلعب دورا مهما في التطبيقات المستقبلية مثل إزالة الرطوبة والري الزراعي والإدارة الحرارية للأجهزة الإلكترونية.

————————————————————————-

المصادر: البيان الصادر من المعهد الأميركي للفيزياء Harvesting Water from Air with Solar Power الدراسة المنشورة في مجلة الجمعية الكيميائية الأميركية Daytime air–water harvesting based on super hygroscopic porous gels with simultaneous adsorption–desorption featured

المصدر: الجزيرة

كلمات دلالية: من الغلاف الجوی على امتصاص الحصول على میاه الشرب من الماء تعمل على الماء من

إقرأ أيضاً:

وزير الإسكان ومحافظ القليوبية يتابعان سير عمل منظومة مياه الشرب والصرف الصحي

تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق

عقد المهندس شريف الشربيني، وزير الإسكان والمرافق والمجتمعات العمرانية، والمهندس أيمن عطية، محافظ القليوبية، اجتماعاً بمدينة العبور، لمتابعة سير العمل بمنظومة مياه الشرب والصرف الصحي بالمحافظة والخطط المقترحة للمشروعات المستقبلية، ومشروعات المبادرة الرئاسية حياة كريمة فى نطاق عمل شركة مياه الشرب والصرف الصحي بالقليوبية.
جاء ذلك بحضور مسؤولي الوزارة، والمحافظة، وجهاز تنظيم مياه الشرب والصرف الصحي، والجهاز التنفيذي لمياه الشرب والصرف الصحي، والشركة القابضة لمياه الشرب والصرف الصحي.

وخلال الاجتماع استعرض وزير الإسكان موقف محطات مياه الشرب بالقليوبية، والبالغ عددها 160 محطة بطاقة تصميمية (915 ألف م3/يوم)، وإجمالى أطوال شبكات المياه (6766كم) لخدمة 5.22 مليون نسمة، بجانب موقف الخدمة بالمناطق الساخنة لمياه الشرب فى الوضع الراهن، ومقترح خطة الطاقات المطلوبة لمياه الشرب حتى 2050.

وجرى استعراض المشروعات الجارى تنفيذها بمعرفة الجهاز التنفيذي لمياه الشرب والصرف الصحي، والتي تشمل محطة مياه شبلنجة بطاقة 17 ألف م3/يوم، ومحطة مياه ميت العطار بطاقة 12 ألف م3/يوم، وتوسعات محطة مياه باسوس بطاقة 10 آلاف م3/يوم، ومحطة مياه كفر شكر بطاقة 45 ألف م3/يوم.

وتناول الاجتماع، سير العمل بمنظومة الصرف الصحى بالقليوبية، والتي تشتمل على 23 محطة معالجة صرف صحي بطاقة تصميمة 511 ألف م3/يوم، وكذا 207 محطات رفع صرف صحي، بإجمالي 444 ألف م2/يوم من المياه المجمعة، وشبكات الصرف الصحي بإجمال أطوال 3525 مترا بمحافظة القليوبية، بجانب استعراض موقف المناطقة الساخنة للصرف الصحي، ليصل إجمالي عدد القرى المخدومة بالصرف الصحي خلال 2025 الى حوالي 134 قرية، وجار تنفيذ الخدمة بـ 44 قرية، كما تم استعراض مقترح خطة الطاقات المستقبلية المطلوبة للصرف الصحي حتى 2050، إلى جانب استعراض موقف المشروعات الجاري استلامها.

وتناول الاجتماع، استعراض الأنشطة التوعوية المنفذة، وجهود 12 مركزا لخدمة العملاء من خلال شركة مياه الشرب والصرف الصحي بالقليوبية، ومنظومة مراقبة الجودة للمياه والصرف الصحي على مستوى المحافظة.

وتابع وزير الإسكان موقف مشروعات شركة مياه الشرب والصرف الصحي بالمبادرة الرئاسية "حياة كريمة" (مرحلة أولى) فى 36 قرية بمركز شبين القناطر.

وفي ختام الاجتماع، وجه وزير الإسكان بوضع خطة ورؤية كاملة للمشروعات ذات الأولوية مؤكدا ضرورة ان تتضمن تلك الرؤية تصورا كاملا للمنظومة على مستوى محافظة القليوبية، سواء مشروعات جديدة أو أعمال صيانة أو رفع كفاءة.

جولة وزير الاسكان 480441222_1091083299731006_8560692621889603618_n 479675660_1091083193064350_1746675084247818151_n 478049704_1091083146397688_3323673039659973122_n 479668080_1091083113064358_7210802312980336775_n 479884924_1091083076397695_5387612332731491481_n WhatsApp Image 2025-02-15 at 5.05.45 PM

مقالات مشابهة

  • رئيس «مياه المنيا»: مضاعفة فرق العمل لضمان تشغيل محطة شارونة في أقرب وقت
  • وفد إسكان النواب يتفقد محطات مياه الشرب بأسوان
  • طالبات بجامعة خليفة يبتكرن مشروعاً لتحلية المياه بالطاقة الشمسية
  • وزير الإسكان ومحافظ القليوبية يتابعان سير عمل منظومة مياه الشرب والصرف الصحي
  • وزير الإسكان ومحافظ القليوبية يتابعان سير عمل منظومة مياه الشرب والصرف
  • وزير الإسكان يتفقد مشروع محطة مياه القناطر الخيرية
  • لأعمال الصيانة .. انقطاع مياه الشرب بمركز مطاي بالمنيا
  • قطع مياه الشرب عن 3 قرى بمركز قلين بكفر الشيخ للصيانة غدا
  • مياه حمص تجري أعمال صيانة في مناطق دمرها النظام البائد ‏
  • 50 عمود إنارة تعمل بالطاقة الشمسية تضيء حي الروضة ببلادسيت في بهلا