امیرحسین حیدرزاده
فهرست عنوان‌ها
آیا گذشتگان ما فکر می‌کردند که روزی از هوا آب تولید کنیم؟ محققان توانستند. اما دستگاهی که آن‌ها ساخته‌اند مقدار آب کمی تولید می‌کرد.
گروهی از محققین در دانشگاه MIT در همکاری با یک‌دیگر خروجی این سیستم را افزایش دادند. این سیستم با انرژی خورشیدی از هوا آب آشامیدنی تولید می‌کند.
حالا این سیستم توسعه یافته می‌تواند در مناطق خشک و با استفاده از خوشید آب تولید کند. البته به جای خورشید می‌توانیم از انرژی‌های دیگر هم استفاده کنیم.
محققان دانشگاه MIT به دنبال یک منبع آب همیشگی هستند. یعنی منبعی که قابل اعتماد است و آب مورد نیاز را تامین می‌کند. باید بدانید که در مناطق محروم دسترسی به آب یک مشکل بزرگ است.
این دستگاه چطور کار می‌کند؟ به طور خلاصه این دستگاه با اختلاف دما در شب و روز کار می‌کند. یعنی رطوبت هوا در طی شب جمع می‌شود و با گرم شدن هوا در روز برای مصرف آزاد می‌شود.
در این دستگاه از مواد خاصی استفاده شده است. این مواد به حالت لایه‌ای بر روی هم قرار گرفته‌اند. با سرد شدن هوا در شب آب در بین لایه‌ها جمع می‌شود.
در صبح روز بعد لایه‌های بالایی با گرمای خورشید گرم می‌شود. با گرم شدن لایه‌های بالایی اختلاف دما بین لایه‌ها ایجاد می‌شود. آبی که در مواد جذب کننده، جمع شده است با ایجاد اختلاف دما بین لایه‌های بالایی و پایینی آزاد می‌شود.
در نهایت آب جمع شده در مخزن‌هایی برای مصرف جمع می‌شود.
مواد استفاده شده در این دستگاه را می‌شناسید؟
همانطور که به شما گفتیم در این دستگاه از یک مواد خاص استفاده می‌شود. نام این مواد خاص “چهار چوب‌های آلی فلزی” است. مشکل این مواد قیمت بالا و تولید سخت آن است. البته آب کمی هم تولید می‌کنند.
محققان در طرح جدید خود، دولایه را با هم یکی کردند. مواد استفاده شده در دستگاه را هم تغییر دادند. حالا خروجی دستگاه برای استفاده مناسب است.
هدف این دستگاه استفاده از آن در مناطق دور افتاده است. یعنی باید بتوانیم آن را در مقدار زیاد تولید و استفاده کنیم. با تغییرات جدید این دستگاه می‌توانیم به هدف خود برسیم.
وانک می‌گوید: حالا ما یک نسخه کوچک برای آزمایش داریم. اما چطور می‌توانیم آن را برای تولید گسترده آماده کنیم؟ تیم ما برای پیشرفت‌های جدید خوشحال است.
محققان به جای استفاده از مواد قدیمی و گران از یک ماده جدید استفاده کردند. این ماده ژئولیت نام دارد. این مواد از آهن ریز و آلومینیوم فسفات ساخته شده است.
ماده جدید به آسانی تولید می‌شود، با ثبات است، و ویژگی‌های درستی برای استفاده‌ی ما دارد.
در طراحی جدید گرمای خورشید روی صفحه بالایی دستگاه جمع می‌شود. گرمای جمع شده ماده ژئولیت را گرم می‌کند. گرم شدن ماده ژئولیت باعث آزاد شدن آب جمع شده در آن می‌شود.
باید بدانید که بخار آب جمع شده در دستگاه نیاز به خنک شدن دارد.
صفحه جمع آوری از جنس مس است. لایه مس مستقیم بالای ژئولیت قرار گرفته است. در این قسمت از دستگاه گرما جمع می‌شود.
برای آزاد کردن بخار جمع شده از لایه‌ی دیگری استفاده می‌شود. این لایه وظیفه خنک کردن بخار را دارد.
دستگاه توسعه یافته دو برابر سیستم قبلی آب تولید می‌کند. تولید آب به تغییرات دما، مقدار تابش خورشید و رطوبت هوا بستگی دارد.
نسخه‌ی ابتدایی دستگاه بر روی پشت بام دانشگاه MIT آزمایش شد. این آزمایش قبل از همه گیری کرونا انجام گرفت. وانک گفت: دستگاه جدید آب بسیاری بیش‌تری از نسخه قبلی تولید کرد.
چه روش‌هایی برای تولید آب از هوا وجود دارد؟
وانک گفت: یک دستگاه شبیه به دستگاه ما برای شیرین کردن آب استفاده می‌شود. ما فکر می‌کنیم که کسی تا به حال از این روش برای تولید آب از هوا استفاده نکرده است.
روش‌های قدیمی تولید آب از هوا شامل استفاده از مه و شبنم می‌شود. هر دوی این روش‌های قدیمی محدودیت‌های زیادی دارند.
روش تولید آب از مه فقط در رطوبت بسیار بالا کار می‌کند. از این روش تنها در چند بیابان که در نزدیکی ساحل هستند استفاده می‌شود. یعنی مکان‌هایی که در نزدیکی آب هستند اما آبِ آن منطقه قابل خوردن نیست. مانند: سواحل جنوبی کشور.
روش برداشت از شبنم به انرژی زیادی نیاز دارد. در این روش حداقل رطوبت هوا باید به 50 درصد برسد. هم‌چنین در این روش دمای محیط بسیار مهم است.
همانطور که می‌دانیم انرژی‌هایی مانند برق یا بنزین در مناطق محروم بسیار کمیاب است. پس دستگاهی قابل استفاده است که انرژی کمی مصرف کند.
دستگاه تولید شده در دانشگاه MIT می‌تواند با رطوبت 20 درصد هم آب تولید کند. انرژی آن دستگاه با خورشید تامین می‌شود. البته به جز خورشید از منابع ضعیف دیگر هم می‌توانیم استفاده کنیم.
لاپوتین می‌گوید: راز دستگاه ما، استفاده از طراحی لایه‌ای است. ما کارایی این دستگاه را به مردم نشان دادیم. حالا مردم می‌توانند برای مواد بهتر جست و جو کنند. موادی که کارایی دستگاه را افزایش دهد.
این دستگاه در روز 0.8 لیتر آب تولید می‌کند. این مقدار می‌تواند برای نوشیدن کافی به نظر برسد. ما تلاش می‌کنیم که این مقدار را با تنظیم دقیق و مواد جدید افزایش دهیم.
اما نمونه‌ای که امروز داریم اگر در ابعاد بزرگ‌تر ساخته شود می‌تواند در زمینه‌های زیادی مورد استفاده قرار گیرد.
امروز که شما این مقاله را در روکیدا می‌خوانید مواد جدیدی در حال ساخت است. این مواد جدید 5 برابر ژئولیت کارایی دارد.
اما آن‌ها از عدد 5 برابر امروز هم رضایت ندارند. تیم MIT در حال جست و جو برای مواد و طراحی بهتر است.
این دستگاه در عملیات‌های نظامی کاربرد دارد. نیروهای نظامی به راحتی می‌توانند آن را حمل کنند و آب مورد نیاز خود را تامین کنند.
در تمام این مقاله ما از انرژی خورشیدی برای این دستگاه نام بردیم. شما باید بدانید که استفاده از منابع گرمایی قوی‌تر از خورشید، خروجی این دستگاه را بیش‌تر می‌کند.
آیا در محل زندگی شما آب سالم در دسترس است؟ فکر می‌کنید که چنین دستگاه‌هایی کاربردی باشد؟ نظر خود را با روکیدا در میان بگذارید.
منبع: techxplore.com
