جهاز عائم لتوليد الوقود وتنظيف المياه من المياه القذرة

[إعلان 1]

وباستخدام الطاقة الشمسية، يمكن لجهاز جامعة كامبريدج أن يعمل في أي مياه مفتوحة دون الحاجة إلى كهرباء.

تم اختبار الجهاز العائم على نهر كام، كامبريدج. تصوير: فيرجيل أندريه — تم اختبار الجهاز العائم على نهر كام، كامبريدج. تصوير: *فيرجيل أندريه*

مستوحىً من عملية التمثيل الضوئي، طوّر فريق من جامعة كامبريدج جهازًا يعمل بالطاقة الشمسية، قادر على إنتاج وقود الهيدروجين ومياه نظيفة من مياه البحر أو المياه الملوثة في آنٍ واحد، وفقًا لما ذكرته مجلة نيو أطلس في 14 نوفمبر/تشرين الثاني. ولأنه يعمل في أي مصدر مياه مفتوح، ولا يتطلب مصدر طاقة خارجيًا، يُمكن تركيب الجهاز في المناطق النائية أو الأماكن ذات الموارد المحدودة. نُشر البحث الجديد في مجلة "نيتشر ووتر".

يحوّل تقسيم الماء الضوئي ضوء الشمس مباشرةً إلى هيدروجين، ولكنه يتطلب عادةً مياهًا نقية وأرضًا لبناء المحطة، بالإضافة إلى الحرارة المُهدرة. يستطيع جهاز التحفيز الضوئي الذي ابتكره فريق كامبريدج استخدام أي مياه غير مُعالجة، مما يجعله حلاً أكثر استدامة.

وضعوا مادة المحفز الضوئي التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية على شبكة كربون نانوية تمتص الأشعة تحت الحمراء لتوليد بخار تستخدمه مادة المحفز الضوئي لإنتاج الهيدروجين. تساعد شبكة الكربون المسامية، المصممة لصد الماء، مادة المحفز الضوئي على الطفو والانفصال عن الماء، مما يمنع الملوثات من التأثير على أدائها. بالإضافة إلى ذلك، يسمح هذا الهيكل للجهاز بتجميع الطاقة الشمسية بكفاءة أكبر.

استخدم الفريق طبقة من ماصات الأشعة فوق البنفسجية فوق الجهاز العائم لإنتاج الهيدروجين عن طريق تحلل الماء. نُقل الضوء المتبقي من طيف الشمس إلى أسفل الجهاز، مما أدى إلى تبخر الماء. تُحاكي هذه العملية عملية النتح، وهي العملية التي ينتقل بها الماء عبر النبات ويتبخر من أجزائه كالأوراق والسيقان والأزهار.

اختبر العلماء الجهاز في مصادر مائية متنوعة، بما في ذلك نهر كام في وسط كامبريدج ومياه الصرف العكرة الناتجة عن صناعة الورق. في مياه البحر الاصطناعية، حافظ الجهاز على 80% من أدائه الأصلي بعد 154 ساعة. وأوضح الفريق أن فصل المادة المحفزة ضوئيًا عن الملوثات في الماء وجفافها النسبي يُمكّن الجهاز من الحفاظ على استقراره أثناء التشغيل.

ثو ثاو (حسب الأطلس الجديد )

[إعلان 2]
رابط المصدر