Tuzdan arındırma yoluyla elde edilen ucuz ve içilebilir su nihayet gerçek oluyor

Tuzdan arındırma yoluyla elde edilen ucuz ve içilebilir su nihayet gerçek oluyor

MIT ve Çin'den mühendisler, çığır açan bir çalışmayla, deniz suyunu içilebilir suya dönüştürmeyi amaçlayan pasif bir güneş enerjili tuzdan arındırma sistemi tasarladılar.

Joule dergisinde yayınlanan bir çalışmada dile getirilen konsept, güneşin ikili güçlerini ve deniz suyunun doğal özelliklerini kullanarak, suyu buharlaştırıp tuzu geride bırakmak için okyanusun "termohalin" dolaşımını daha küçük ölçekte taklit ediyor.

Doğadan ilham alan tasarım

Bilim insanları, suyun okyanustaki termohalin dolaşımına benzer şekilde dönen girdaplar halinde dolaştığı bir konfigürasyon geliştirdiler. Güneş ışığıyla birleşen bu dolaşım suyun buharlaşmasını sağlar. Bu, tuzun cihaz içinde dolaşmasını sağlar. Su buharı daha sonra yoğunlaştırılarak saf, içilebilir su sağlanırken, kalan tuz da dışarı atılarak birikim ve sistem tıkanmaları önlenir.

Yeni geliştirilen sistem, su üretim hızı ve tuz reddetme oranı açısından mevcut tüm pasif güneş enerjisiyle tuzdan arındırma prototiplerini geride bırakıyor. MIT Cihaz Araştırma Laboratuvarı'nda araştırma görevlisi olan Lenan Zhang, "Güneş ışığıyla üretilen suyun musluk suyundan bile daha ucuz olması ilk kez mümkün" dedi.

Cihaz, küçük bir bavul boyutuna büyütüldüğünde saatte yaklaşık 4 ila 6 litre içme suyu üretebiliyor ve değiştirilmesi gerekmeden birkaç yıl dayanabiliyor. Ekip, ölçeği büyütülmüş bir cihazın küçük bir ailenin günlük su ihtiyacını karşılayabileceğini ve deniz suyuna hazır erişime sahip, şebekeden bağımsız kıyı topluluklarına potansiyel olarak fayda sağlayabileceğini öngörüyor.

Kullanıcı dostu su tuzdan arındırma

Tasarım, ekibin önceki konseptlerinden yola çıkarak daha önceki modellerde yaşanan tuz kristalleşmesi ve tıkanma sorunlarından kaçınılarak geliştirilmiştir. Bu tasarım yalnızca tuz birikimi sorununu çözmekle kalmıyor, aynı zamanda tuzdan arındırma oranlarını da artırıyor. Bilim adamları, uzun süreler boyunca güvenilir bir şekilde yüksek su üretimi ve tuz reddi elde etmeyi başardılar.

Ekip üyelerinden biri olan Xu şunları söyledi: "Artık okyanusta tipik olarak gördüğümüze benzer, kilometrelerce uzunluktaki ölçeklerde daha da güçlü bir konveksiyon sunuyoruz."

Ekip, kilometre çapındaki termohalin konveksiyon olayını kompakt bir kutuda başarıyla taklit ederek tuzun etkili bir şekilde reddedilmesini sağladı.

Ustaca yapısal kompozisyon

Yeni tasarımın özü, ince bir kutuya benzeyen, güneş ısısını etkili bir şekilde emecek bir malzemeyle kaplanmış tek bir aşamadır. Buharlaştırıcı katmanının güneş ısısını kullanarak temas halindeki suyu buharlaştırdığı üst yarıdan su akışına izin verecek şekilde bölümlere ayrılmıştır.

Bu buhar daha sonra alt yarıya yönlendirilir ve bir hava soğutma tabakası tarafından tuzsuz, içilebilir bir sıvı halinde yoğunlaştırılır. Birkaç prototip test edildi ve metrekaresi büyütülmüş bir aşamanın saatte 5 litreye kadar içme suyu üretebildiği ve birkaç yıl boyunca tuz birikmesi olmadan verimli bir şekilde çalışabildiği ortaya çıktı.

Tuzdan arındırmanın etkileri ve beklentileri

MIT yüksek lisans öğrencisi Yang Zhong, gerçek dünyadaki potansiyel etkisini vurguladı ve şunları söyledi: "Güneş ışığıyla üretilen içme suyunun musluk suyundan daha ucuz olması ilk kez mümkün. Bu, güneş enerjisiyle tuzdan arındırma sorununun çözümüne olanak sağlıyor." gerçek dünya sorunları."

Uzun ömrü ve elektrik gerektirmeyen pasif yapısı göz önüne alındığında, genel işletme maliyetinin Amerika Birleşik Devletleri'nde musluk suyu üretmekten daha ucuz olacağı tahmin ediliyor ve bu da onu küresel su kıtlığı sorunlarına uygun bir çözüm olarak gösteriyor.

Özel işbirliği, MIT'den Yang Zhong ve Evelyn Wang'ın yanı sıra Lenan Zhang ve Çin'deki Şangay Jiao Tong Üniversitesi'nden uzmanlar Jintong Gao, Jinfang You, Zhanyu Ye, Ruzhu Wang ve Zhenyuan Xu'yu içeriyordu. Onların kolektif çabaları, su üretimi için uygun maliyetli ve sürdürülebilir bir çözüm vaadi vererek, küresel olarak uzak ve kıyı bölgelerdeki su kıtlığını potansiyel olarak hafifletecektir.

Özetle, MIT'deki ve Çin'deki mühendisler tarafından tasarlanan bu yenilikçi güneş enerjisiyle tuzdan arındırma sistemi, acil küresel sorun olan su kıtlığı sorununun çözümünde önemli bir adım attığını gösteriyor.

Deniz suyunu güneş ışığını kullanarak verimli ve pasif bir şekilde içilebilir suya dönüştüren bu teknoloji, sürdürülebilir ve uygun maliyetli bir çözüm sunuyor. Bu, gerçek dünyadaki kritik sorunları çözmek için mühendislik yaratıcılığını doğal süreçlerle birleştirmenin, su arıtma ve korumada yeni olanaklar yaratma potansiyelinin bir kanıtıdır.

Kaynak: Earth