یک مطالعه جدید آب دریا را آشامیدنی و به یک منبع انرژی تبدیل می‌کند. پژوهشگران در این مطالعه به راز نمک‌زدایی رسیده‌اند و راه حلی پایدار برای کمبود آب جهانی، ارائه و در عین حال از انرژی‌های تجدیدپذیر مقرون به صرفه استفاده کرده‌اند
بیژن خطیب
دنیای پردازش آنلاین: به گزارش وبسایت earth محققان دانشکده مهندسی دانشگاه نیویورک تاندون پیشرفت قابل توجهی در رسیدگی به بحران جهانی آب داشته اند. این تیم از فناوری نمک‌زدایی با جریان ردوکس (RFD) برای تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی و در عین حال بهره‌برداری از انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌کند.
این تحقیق که به رهبری دکتر «آندره تیلور»، استاد مهندسی شیمی و بیومولکولی انجام پذیرفته، منجر به نمک‌زدایی مؤثر آب و همزمان ذخیره‌سازی انرژی پایدار منجر می‌شود. نویسندگان این مطالعه نوشتند:
Andre Taylor
«اگرچه آب در زمین فراوان است، اما آمارهای جهانی تخمین می‌زند که تا 66 درصد از جمعیت جهان از ناامنی آبی رنج می‌برند. بدتر از آن، انتظار می رود چالش تامین آب آشامیدنی کافی به دلیل اثرات ترکیبی تغییرات آب و هوا و رشد جمعیت بدتر شود. در مناطقی که دسترسی به منابع آب مناسب ندارند، نمک زدایی آب دریا نقش مهمی در تامین آب آشامیدنی دارد»
این تحقیق 20 درصد بهبود قابل توجهی را در میزان حذف نمک سیستم RFD به همراه کاهش قابل توجه تقاضای انرژی که با بهینه سازی نرخ جریان سیال حاصل می شود، نشان می دهد. مزیت RFD در تطبیق پذیری آن نهفته است. این سیستم‌ها رویکردی مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر برای ذخیره‌سازی انرژی ارایه می‌کنند که امکان استفاده کارآمد از منابع تجدیدپذیر متناوب مانند خورشیدی و باد را فراهم می‌کند.
علاوه بر این، RFD به عنوان یک چراغ امید در رسیدگی به بحران جهانی آب ظاهر می شود و نوید یک راه حل نوآورانه برای افزایش تقاضا برای آب آشامیدنی را می دهد. دکتر تیلور تاکید می‌کند که RFD می‌تواند اتکا به شبکه‌های برق معمولی را کاهش دهد و انتقال به فرآیند نمک‌زدایی بدون کربن و سازگار با محیط‌زیست را ارتقا دهد.
ادغام باتری‌های جریان ردوکس با فن‌آوری‌های نمک‌زدایی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد و گامی مهم به سوی راه‌حل‌های آب پایدار است.
باتری جریان یا باتری جریان ردوکس نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزء شیمیایی حل شده در مایعاتی که از طریق سیستم در طرف‌های جداگانه یک غشاء پمپ می‌شوند، تامین می‌شود. انتقال یون درون سلولی (همراه با جریان الکتریکی از طریق یک مدار خارجی) در سراسر غشاء اتفاق می افتد، در حالی که هر دو مایع در فضاهای مربوطه خود گردش می کنند.
موفقیت این پروژه مدیون دکتر «استفان آکویه مک‌لین» از مهندسی شیمی بیومولکولی در دانشگاه نیویورک و اولین نویسنده این مقاله است. نبوغ او در طراحی این سیستم با استفاده از فناوری پیشرفته پرینت سه بعدی نقش اساسی در این پیشرفت داشته است.
در بررسی پیچیدگی های این سیستم می بینیم که ورودی آب دریا از طریق شبکه پیچیده ای از کانال ها به جریان های شور و نمک زدایی تقسیم می شود. این کانال ها که توسط غشاهای تبادلی جدا شده اند، واکنش های الکتروشیمیایی را که منجر به یون Na+ و تولید آب شیرین می شود، تسهیل می کنند. مک‌لین انعطاف‌پذیری سیستم را به شرح زیر توصیف می‌کند:
Stephen Maclean
«ما می‌توانیم زمان ماندن آب ورودی را برای تولید آب آشامیدنی با کارکردن سیستم در حالت تک گذر یا دسته‌ای کنترل کنیم»
در یک عملیات معکوس، که در آن آب نمک و آب شیرین مخلوط می شوند، انرژی شیمیایی ذخیره شده می تواند به برق تجدید پذیر تبدیل شود. اساساً، سیستم‌های RFD به‌عنوان شکل منحصربه‌فردی از «باتری» عمل می‌کنند، انرژی اضافی را از منابع خورشیدی و بادی جذب می‌کنند و آن را در صورت تقاضا آزاد می‌کنند و مکملی پایدار برای دیگر منابع انرژی ارایه می‌کنند.
در حالی که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، یافته‌های این تیم به مسیری امیدوارکننده به سمت فرآیند RFD مقرون‌به‌صرفه‌تر اشاره می‌کند که پیشرفت مهمی در تلاش جهانی برای افزایش آب آشامیدنی است. با تشدید تغییرات اقلیمی و افزایش جمعیت، روش‌های نوآورانه و کارآمد نمک‌زدایی مهم‌تر از همیشه هستند.
