المصدر: nature
الفكرة الأساسية
طور باحثون من الجامعة الوطنية الأسترالية طريقة جديدة لتحلية المياه* موفرة للطاقة تقلل بشكل كبير من التأثير البيئي والتكاليف التشغيلية، مما يوفر حلاً مستدامًا لأزمة توَفُّر المياه في العالم.
تفاصيل القصة
طور باحثون من الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) طريقة رائدة لتحلية المياه* تعالج عيوب التقنيات التقليدية مع تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير. ومن الممكن أن يكون هذا النهج المبتكر حلاً حيوياً لأزمة المياه العذبة العالمية.
تعد ندرة المياه العذبة مشكلة متصاعدة في جميع أنحاء العالم، وتتفاقم بسبب تغير المناخ، والنمو السكاني، والتوسع الحضري. حيث في الوقت الحالي، يستخدم البشر حوالي ثلث إجمالي تصريفات المياه العذبة، ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم إلى النصف بحلول منتصف القرن.
يسلط تقرير البنك الدولي لعام 2018 الضوء على أن حوالي 300 مليون شخص في أكثر من 150 دولة يعتمدون على تحلية المياه*، وهي عملية تستهلك الطاقة بكثافة، وتتطلب 3 كيلووات/ساعة لكل متر مكعب من المياه. على الرغم من التقدم الذي أدى إلى خفض متطلبات الطاقة عشرة أضعاف منذ عام 1970، لا تزال تحلية المياه* تستهلك جزءًا كبيرًا من الطاقة المخصصة لتوفير المياه.
تشمل تقنيات تحلية المياه* التقليدية الطرق القائمة على المواد مثل التناضح العكسي*، الذي يفصل الأنواع الجزيئية في الماء باستخدام الضغط العالي، والطرق الحرارية مثل التبخر المعتمد على الطاقة الشمسية أو تحلية المياه* بالتجميد. ولا تخلو هذه الأساليب من تكاليف بيئية واقتصادية كبيرة:
فريق الجامعة الوطنية الأسترالية، بقيادة المرشح لدكتوراه شوكي شو والبروفيسور خوان فيليبي توريس، يقترح طريقة جديدة لتحلية المياه* تستفيد من الانتشار الحراري* - وهي عملية يهاجر فيها الملح إلى الجانب الأكثر برودة من التدرج الحراري. هذه الطريقة، المنشورة في Nature Communications، تتجنب تغيرات الطور وتعمل بالكامل في الطور السائل.
يتضمن الإعداد التجريبي قناة ضيقة ذات صفيحة علوية ساخنة (أكثر من 60 درجة مئوية) ولوحة سفلية مبردة (20 درجة مئوية). وكانت مياه البحر تتدفق عبر هذه القناة، حيث تخرج مياه منخفضة الملوحة من المنطقة العليا ومياه عالية الملوحة من الأسفل. أدى كل مرور عبر القناة إلى تقليل ملوحة المياه بنسبة 3%، مما أدى في النهاية إلى خفض ملوحة مياه البحر من 30 ألف جزء في المليون إلى أقل من 500 جزء في المليون بعد دورات متعددة.
ويعمل فريق البحث حاليًا على تطوير جهاز أكبر متعدد القنوات لتوفير المياه العذبة لجزيرة تونجا الواقعة جنوب غرب المحيط الهادئ، والتي تعاني من الجفاف الشديد. يعمل هذا الجهاز بلوحة شمسية، وهو يجسد إمكانية حلول تحلية المياه* اللامركزية.
ويؤكد البروفيسور توريس على أهمية هذه الطريقة بالنسبة للبلدان النامية، التي يتضرر الكثير منها بشدة من تغير المناخ. ومن خلال تحقيق اللامركزية في عملية تحلية المياه*، يمكن لتحلية المياه* بالانتشار الحراري* أن تعزز الأمن المائي في هذه المناطق المعرضة للخطر.
توفر طريقة تحلية المياه* بالانتشار الحراري* المبتكرة التي ابتكرها باحثو الجامعة الوطنية الأسترالية بديلاً واعداً للتقنيات التقليدية، مع فوائد كبيرة في كفاءة الطاقة، والأثر البيئي، و التكلفة. وبما أن ندرة المياه العذبة أصبحت قضية حرجة على نحو متزايد، فإن مثل هذه التطورات ضرورية لضمان إمدادات المياه المستدامة للجميع.
المصطلحات الأساسية
