مصفاة مياه تعمل بأشعّة الشمس

تقنية منخفضة التكلفة تنقي الماء من الملوثات

في المستقبل، قد ترون الألواح الشمسية تستقرّ على سقف منزلكم إلى جانب ألواح لجمع المطر تعمل على تنقية المياه تلقائياً باستخدام أشعّة الشمس، لتضخّها لاحقاً في تمديدات المنزل الصحيّة.
غشاء تنقية
أصبح هذا السيناريو أقرب إلى الواقع اليوم بفضل تقنية جديدة منخفضة التكلفة طوّرها باحثون في جامعة برنستون مهمّتها تنقية المياه دون الحاجة إلى تمديدات كهربائية.
تستخدم التقنية الجديدة غشاء هيدروجل (مادة هلامية يشكل الماء عنصرها السائل) أشبه بالأسفنج يمتصّ المياه عندما تكون في درجة حرارة المحيط. يقول رودني بريستلي، أستاذ في الهندستين الكيميائية والحيوية ونائب العميد في قسم الابتكار في جامعة برنستون، الذي شارك في تطوير هذه التقنية إنّ «هذه المادّة تمتص المياه العذبة فقط وتتخلّص من الملوّثات الأخرى».
عندما يُسخّن الغشاء لاحقاً إلى درجة حرارة معيّنة، يصبح صادّا للماء ويبدأ بإخراج كلّ المياه التي امتصّها. ويستخدم هذا التصميم مادّة ثانية تحوّل أشعّة الشمس إلى حرارة لتسخين مادّة الهيدروجيل إلى درجة الحرارة المطلوبة - أي 91 درجة أو أكثر - لإخراج المياه التي امتصّتها. ويقول بريستلي: «تحدث هذه العملية بشكلٍ سلبي لنتمكّن من تشغيلها بمصادر طاقة متجدّدة فقط». في بعض الحالات، يمكن تشغيل هذه التقنية بالحرارة المهدورة بدل أشعّة الشمس.
تستطيع هذه المادّة تصفية المياه من لائحة طويلة من الملوّثات مقارنة بمصافي المياه التقليدية. تتراوح هذه الملوّثات بين مسببات الأمراض الحيوية والمعادن الثقيلة كالرصاص والتسرّبات النفطية. تتمتّع المادّة بمزايا إضافية، إذ إنّها أسرع من تقنيات تصفية أخرى تعمل سلبيا أي لنفسها، بالطاقة الشمسية، فضلاً عن أنّ صناعتها غير مكلفة.
تقنية رخيصة
تُوظّف هذه التقنية على نطاق صغير أو في المصانع الكبيرة. ويمكن تسخير هذا الخيار الزهيد لتنظيم الموارد المائية المحليّة في مناطق كثيرة من العالم، حيث يعيش أكثر من 790 مليون إنسان يفتقرون للمياه النظيفة الصالحة للشرب. وفي دولٍ كالولايات المتحدة، يمكن استخدامه لتنقية مياه الشتاء وتحويلها إلى مخزونٍ مائي داعم أو إلى حلٍ بديل للبنى التحتية المائية التّالفة.
يتحدّث بريستلي عن «دراسات كثيرة أظهرت أنّ نسبة كبيرة جداً من المدارس الأميركية توفّر مياهاً ملوّثة بكميّة كبيرة من الرصاص. هذا الأمر يدفعنا إلى التفكير: هل يمكننا أن نطبّق إجراء تصفية إضافي للمياه التي تستخدم في المدارس المتوسطة واستخدام هذه التقنية بطريقة غيابية للتأكّد من أنّ المياه التي يشربها الأولاد خالية من الرصاص؟»
استعرض باحثو برنستون في دراسة حديثة نُشرت في دورية «أدفانسد ماتريالز» المعنية بدراسات المواد المتقدّمة كيف تعمل التقنية الجديدة من خلال وضع الجل في بحيرة في حرم الجامعة. امتصّ هذا الجلّ المياه ومن ثمّ وضعوه في مستوعب مكشوف للشمس ليخرج المياه التي امتصّها من دون الكائنات الحيّة الصغيرة التي تعيش في البحيرة.
*موقع «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا»