تبدیل آب شور به آب شیرین بدون استفاده از فیلتر

محققان دانشگاه ام آی تی به منظور تصفیه آب شور و تبدیل آن به آب آشامیدنی بدون استفاده از فیلتر، به سراغ جریان الکتریکی و موج های ضربه ای رفته اند.

کد خبر: ۲۲۸۲۶

تاریخ: ۰۱ آذر ۱۳۹۴ - ۱۲:۰۱

با توجه به این که تصفیه آب با استفاده از فیلترها موجب انسداد و در نهایت ناکارآمدی آن ها می شود و همچنین تصفیه آب به روش جوشاندن‏ مستلزم صرف انرژی قابل توجه است‏؛ محققان از یک روش جدید برای شیرین کردن آب به ویژه مناسب مناطق بحران زده استفاده کرده اند. در این فرآیند که آن را «الکترودیالیز ضربه ای» می نامند‏، امواج ضربه ای حاصل از جریان الکتریکی با جریان آب برخورد می کند و نمک را از آب جدا می کند.
در نتیجه این فرآیند، یون های نمک و مولکول های آب بدون نیاز به هرگونه فیلتر از یکدیگر جدا می شوند.
'مارتین بزنت' استاد ریاضیات و مهندسی شیمی در ام آی تی در این باره می گوید: «این فرآیند، اساسا یک شیوه تصفیه متفاوت است.»
در این شیوه آب شور از درون یک ماده متخلخل از جنس ذرات شیشه عبور می کند که در دو طرف آن الکترودهایی وجود دارد.
بزنت می گوید: «این رویداد‏ یک اختلاف پتانسیل بسیار قوی تولید می کند». هنگامی که جریان به سطح مشخصی می رسد، یک موج ضربه ای بین دو ناحیه ایجاد می شود. این موج ضربه ای جریان آب را به دو جریان مجزای آب شیرین و آب شور تبدیل می کند که با استفاده از یک مانع فیزیکی در مسیر آب می توان آن ها را از یکدیگر جدا کرد.
محققان توضیح می دهند که گرچه در سیستم مورد بحث از فیلترهایی برای نگهداری الکترودها استفاده شده است، اما این فرآیند به عنوان یک روش «بدون فیلتر» شناخته می شود؛‎ چرا که جریان آب به جای این که مانند سیستم سنتی تصفیه، از روی فیلترها عبور کند، از بین آن ها جاری می شود.
بزنت در این باره می گوید: «نیازی نیست که نمک از درون یک ماده عبور کند تا از آب جدا شود‏»؛‏ بلکه ذرات باردار یا یون های نمک «فقط به یک طرف حرکت می کنند.»
با وجود این که اصول مورد استفاده در شیوه ام آی تی جدید نیستند‏، اما فرآیند کاربردی که با استفاده از این اصول ایجاد شده است‏ و به اصطلاح مهندسی آن، فرآیندی جدید است.
محققان پیش از این سعی کردند با استفاده از همین روش آب ساکن را تصفیه کنند، اما بزنت متوجه شد برای ایجاد یک روش مقرون به صرفه و ساده برای تصفیه آب شور، بهتر است این شیوه را با استفاده از آب جاری پیاده سازی کنند.
این سیستم ساده و قابل حمل، در مواقع اضطراری و در مناطقی که دچار بلایای طبیعی شده اند، کاربرد ویژه دارد زیرا به سرعت می تواند آب آلوده یا آب دریا را تصفیه کرده و یک منبع موقت آب سالم را در اختیار بگذارد.
این سیستم علاوه بر حذف نمک می تواند باکتری های ناخواسته را نیز از بین ببرد.
'سون شلامپ برگر'، یکی از اعضای گروه تحقیقاتی در این رابطه می گوید: «میدان های الکتریکی مورد استفاده در این شیوه بسیار قوی هستند و با استفاده از آن می توان باکتری ها را نیز از بین برد.»
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Environmental Science and Technology Letters منتشر شده است.

منبع: ایرنا