تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی با استفاده از ترکیبات فلزی و نور خورشید

به گزارش مارین نیوز، این ماده در مدت زمان ۳۰ دقیقه کل مواد جامد محلول (TDS) در آب را از ۲۲۳۳ ذره در میلیون (ppm) به کمتر از ۵۰۰ ppm رسانده. این میزان کمتر از ۶۰۰ ppm توصیه شده توسط سازمان بهداشت جهانی برای آب قابل نوشیدن است.

با استفاده از این روش، یک کیلوگرم از این ماده جدید می‌تواند در طول روز ۱۳۹.۵ لیتر آب تازه تولید کند. زمانیکه این ماده پر از ذرات شود، می ‌توان آن را به راحتی و سریعا تمیز کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد. برای چنین کاری باید MOF را در برابر نور خورشید قرار داد و در مدت زمان ۴ دقیقه، تمام نمک‌ های ذخیره شده در آن آزاد خواهند شد.

در حالی که کمبودی در سیستم‌ های نمک ‌زدایی در حال استفاده یا توسعه وجود ندارد، این تیم اعلام کرده که MOF جدید در مقایسه با تکنیک‌ های دیگر عملکرد سریعتری دارد و همچنین نیازمند انرژی کمتری در چرخه خود است. سیستم نمک‌ زدایی حرارتی انرژی زیادی مصرف می ‌کند، در حالیکه در روش جدید از خورشید، یک انرژی تجدید پذیر استفاده می‌شود.

دستاوردهای این فناوری موفق که  روز گذشته - دوشنبه - در مجله Nature Sustainability منتشر شد، می تواند به میلیون ها نفر در سراسر جهان کمک کند تا تا به آب آشامیدنی بهداشتی دسترسی پیدا کنند.

چارچوب های فلزی- آلی (MOFs)، طبقه ای از ترکیبات ساخته شده از خوشه های پیچیده یون های فلزی هستند.

محققان دانشگاه "موناش" در استرالیا به منظور ساخت یک ترکیب جدید برای تصفیه آب، یک ترکیب فلزی به نامpoly(spiropyran acrylate) یا PSP را در منافذ MIL-۵۳ که یک چهارچوب فلزی مطالعه شده است، قرار دادند. از این چهار چوب فلزی اغلب به دلیل توانایی آن در جذب موثر آب و دی اکسید کربن استفاده می شود .

آزمایش های انجام شده بر روی این چهار چوب فلزی جدید که PSP-MIL-۵۳ نامیده می شود نشان داد که این چهارچوب فلزی قادر به تولید ۱۳۹.۵ لیتر آب شیرین تمیز به ازای هر کیلوگرم MOF در روز بود.

PSP-MIL-۵۳ با موفقیت یون های نمکی و سایر مواد جامد را از منابع آب شور و نمکی فیلتر کرد. نور خورشید به این ماده کمک کرد تا به صورت دوره ای ساختار متخلخل و متبلور خود را تمیز و بازسازی کند.

هوانتینگ وانگ نویسنده اصلی این تحقیق در بیانیه ای اظهار داشت که از شیرین سازی برای رفع کمبود آب در سطح جهان استفاده شده است.

وی که استاد مهندسی شیمی در دانشگاه موناش در استرالیا است، افزود: به دلیل در دسترس بودن آب شور و آب دریا و از آنجا که فرآیندهای نمک زدایی قابل اطمینان هستند، آب تصفیه شده را می توان با حداقل خطرات سلامتی در سیستم های آبی موجود ادغام کرد. 

وانگ گفت: این فناوری جدید جذاب است، زیرا سایر رویه های شیرین کردن آب (مانند شرین کردن آب با استفاده از حرارت و اسمز معکوس) از نظر انرژی بسیار پرمصرف بوده و برای محیط زیست بالقوه بد هستند.

بر اساس توصیه سازمان جهانی بهداشت میزان کل مواد جامد محلول در آب آشامیدنی (TDS) باید کمتر از ۶۰۰ قطعه جامد محلول در میلیون باشد. این در حالی است که این فناوری جدید قادر به تولید آب شیرین با کمتر از ۵۰۰ قطعه جامد محلول (TDS) در میلیون بود.