ساخت «دستگاه تصفیه آب» ارزان با چوب سپیدار و کاج

مهندسین دانشگاه مریلند دریافته‌اند که چوب‌های متخلخل درختانی همچون سپیدار و کاج می‌توانند کارایی عملیات تبدیل آب به بخار تحت تأثیر نور خورشید را به‌طور چشمگیری افزایش دهند. این یافته می‌تواند در یک دستگاه تصفیه آب ساده و ارزان و قابل‌تجزیه در محیط، مورداستفاده قرار گیرد.

کد خبر: ۱۸۴۹۶۵

تاریخ: ۲۷ آبان ۱۳۹۶ - ۰۸:۰۶

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از مجله «ژول»، محقق ارشد و دانشیار علوم مواد و مهندسی دانشگاه مریلند آمریکا، لیانگ بینگ هو، در مورد این ابداع می‌گوید: «من تصور می‌کنم مواد بسیار زیادی وجود دارند که می‌توان از آن‌ها در تولید بخارآب خورشیدی استفاده کرد، اما ازنظر کارایی و هزینه، چوب از همه آن‌ها بهتر عمل می‌کند».

بشر برای هزاران سال از انرژی خورشیدی برای تصفیه آب استفاده کرده است، اما با توجه به معضل کمبود آب شیرین که بسیاری مناطق دنیا با آن روبرو هستند، علاقه روزافزونی برای استفاده از تکنولوژی‌های درحال‌توسعه‌ای که از این تکنیک ساده استفاده می‌کنند، وجود دارد.

در این فرآیند که «تولید بخارآب خورشیدی» نامیده می‌شود با عبور جریان آب از میان ماده یا دستگاهی که به‌وسیله نور خورشید گرم شده است، آب به بخار تبدیل شده و نمک و آلاینده‌های محلول در آن حذف می‌شوند.

درحالی‌که برای این کار می‌توان از مواد مختلفی ازجمله گرافیت و نانولوله‌های مسی هم استفاده کرد،  هو و تیمش دریافته‌اند که کارایی چوب بهتر از دیگر مواد است. اما همه انواع چوب، کارایی یکسانی در این زمینه ندارند.

از میان همه گونه‌هایی که این دانشمندان مورد ارزیابی قرار داده‌اند، انواع متخلخل‌تر همچون کاج و سپیدار عملکرد بهتری داشتند. آن‌ها مشاهده کردند که گونه‌های متراکم‌تر همچون گیاه گرمسیری چوب سخت «کوکوبولو»، به خاطر داشتن منافذ کمتر برای عبور آب، روند تولید بخارآب کندتری دارند.

"هو" و تیمش انواع مختلفی از چوب‌ها را به‌عنوان دستگاه تولید بخارآب خورشیدی مورد ارزیابی قرار دادند. آن‌ها کارآیی تولید بخارآب خورشیدی به‌وسیله بلوک‌های چوبی با چگالی‌های مختلف را که هرکدام به‌اندازه کف دست و قطر 1 تا 2 میلی‌متر بودند، آزمایش کردند. برای تیره کردن چوب جهت جذب بهتر گرما از خورشید نیز، آن‌ها سطح هر بلوک را سوزاندند یا اصطلاحا کربونیزه کردند و سپس نرخ تبدیل آب به بخار توسط آن بلوک را، اندازه‌گیری نمودند.

این محققین دریافتند که عناصر ساختاری چوب که منافذ میکروسکوپی و کانال‌های بزرگ‌تری دارند، با تسهیل گردش جریان آب از درون چوب به سطح آن و گرم شدنش به‌وسیله نور خورشید، به تسهیل فرآیند بخارسازی به نحو مؤثری کمک می‌کنند.

محققین فوق اعتقاد دارند که همین عناصر ساختاری، چوب را به ماده‌ای برتر برای تولید آب شیرین از آب دریا تبدیل می‌نمایند.

به گفته مجریان این پژوهش جالب، مشکل رایج انجام این کار با دیگر مواد، آن است که زمانی که آب شروع به بخار شدن می‌کند، رسوب‌های نمک در داخل دستگاه انباشته شده و باعث مسدود شدن مسیر آب به سمت بالا و درنتیجه جلوگیری از تبخیر بیشتر آب می‌شوند. ولی از آنجائی که کانال‌های درون چوب مستقیم به سمت بالا و پائین قرار دارند، رسوب‌های نمک می‌توانند به‌سادگی و بدون مسدود کردن راه، دوباره وارد آب شده و حل شوند.