انرژی خورشید، فناوری نانو و تولید آب شیرین

محققان دانشگاه رایس سیستم جدیدی را برای تولید آب شیرین با استفاده از انرژی خورشید و نانوذرات ابداع کردند.

این سیستم بر اساس فرآیند تقطیر غشایی طراحی شده که در آن آب شور گرم روی یک غشای متخلخل جریان می‌یابد. بخار آب توسط غشاء جذب شده و زیر آن به شکل آب شیرین جمع‌ می‌شود. اما در جریان این فرآیند مقدار زیادی انرژی تلف می‌شود.

محققان به منظور بهبود کارآیی فرآیند، انرژی خورشید را در سیستمی موسوم به تقطیر غشایی با نانوفوتونیک فعال (NESMD) مورد استفاده قرار می‌دهند. در این شیوه نانوذرات سیاه رنگ کربن درون غشاء تعبیه می‌شوند. این نانوذرات موجب جذب 80 درصد از انرژی خورشید و در نتیجه گرمایش غشاء می‌شوند تا آب شور با سرعت بیشتری تبخیر شود و انرژی خارجی مورد نیاز سیستم کاهش یابد.

این سیستم در ابعاد بسیار کوچک و صرفا برای آزمایش صحت عملکرد ایده محققان طراحی و ساخته شده است. اما محققان نمونه دیگری را با ابعاد 70 در 25 سانتیمتر ساختند و به این نتیجه رسیدند که فناوری آن‌ها در مقیاس بزرگ‌تر هم به خوبی عمل می‌کند و حتی استفاده از نور متمرکز خورشید موجب افزایش بیشتر کارآیی سیستم می‌شود.

در واقع هنگامی که از یک عدسی برای متمرکز کردن نور خورشید به میزان 25 برابر استفاده شد، توان دریافتی به 17.5 کیلووات در هر متر مربع رسید و حجم آب شیرین تولیدشده به حدود 6 لیتر در متر مربع در ساعت رسید.

در حال حاضر گروه‌هایی از محققان در دانشگاه MIT، شرکت IBM و استارتاپ‌هایی مانند Desolenator در تلاشند تا ابزارهایی را برای تولید آب شیرین بسازند. اما سیستم دانشگاه رایس ماجولار و نسبتا قابل حمل است و در مناطقی که به الکتریسیته دسترسی ندارند، قابل استفاده است.