تطوير جهاز جديد يستخدم أشعة الشمس لتنقية المياه بفعالية تصل إلى 100%

طوّر باحثون من جامعة "بوفالو" الأميركية جهازًا فاعلًا يستخدم أشعة الشمس والورق المُغطى بالكربون لتنقية المياه. وفي تصميم الجهاز تُوضع الورقة في هيكل مثلث الشكل، يتيح لها تبخير وامتصاص المياه بفاعلية تصل إلى 100% تقريبًا، ويمكن استخدام هذه التقنية البسيطة وغير المكلفة في مناطق تفتقر بشكل مزمن إلى مياه الشرب النظيفة أو في المناطق التي تأثرت بالكوارث الطبيعية.

وقال الباحث الرئيس كياوكيانغ جان "تستطيع تقنيتنا إنتاج مياه الشرب بوتيرة أسرع من التنقية التي تحصل بأشعة الشمس الطبيعية".

إن فكرة تنقية المياه بالأشعة الشمسية ليست بجديدة، إذ إن فكرتها طُرحت منذ أن قدم أرسطو تقنية مشابهة منذ أكثر من 2000 عام، ولكن الفارق بين الأمس واليوم يكمن في الفاعلية الكبيرة التي يتميز بها الجهاز الجديد. ويشرح جان "عادةً، يتم استخدام الطاقة الشمسية لتبخير المياه، إلا أن بعض الطاقة يذهب هدرًا مع ضياع الحرارة في البيئة المحيطة. ويؤدي هذا الأمر إلى تدنّي فاعلية العملية عن نسبة 100%. ولكنّ نظامنا يضمّ طريقة تعمل على سحب الحرارة من الوسط المحيط للحفاظ على فاعلية شبه تامة".

ويعد التوجه المائل الموجود في تصميم الورقة المغطاة بالكربون عاملًا رئيسًا في تحقيق هذه الفاعلية، لأنه يتيح للأطراف السفلية امتصاص المياه في الوقت الذي تمتص فيه الطبقة الخارجية الحرارة الشمسية لاستخدامها في التبخير، وضع فريق البحث البساطة وسهولة الاستخدام في أولويات أهدافه.

وأضاف جان "يحاول معظم الفرق العاملة في مجال تقنيات التبخير الشمسي تطوير مواد متقدمة، مثل التصاميم النانوية المتناهية الصغر من المعدن والمواد الكربونية"، وتابع في حديث نقله موقع "إنهابيتات" البيئي: "ركّزنا على استخدام مواد منخفضة الكلفة، ونجحنا في تحقيق فاعلية قياسية حتى النهاية". ويأمل الفريق، من خلال إطلاقه مشاريع "صني كلين واتر" (الماء الصافي الشمسي) وصول جهازه بشكل أكبر إلى المناطق التي تحتاج إليه.

وتشير تقديرات الباحثين إلى أنّه وبواسطة جهاز تكرير مياه من هذا التصميم بحجم ثلاجة صغيرة يعمل بالطاقة الشمسية، يمكن إنتاج من 10 إلى 20 لتر مياه يوميًا.