گروه صنعتی بهین انرژی در این مقاله شما را با یکی از اخرین دستاوردهای پژوهشی در حوزه انرژیهای تجدید پذیر آَشنا خواهد کرد.
جو زمین حاوی حدود ۱۳ تریلیون تن آب است .این مقدار آب برای کمک به افرادی که با خشکسالی، برداشت بیش از حد از رودخانه‌ها و کاهش سفره‌های آب زیرزمینی دست و پنجه نرم می‌کنند، بسیار زیاد است. در واقع، فناوری‌هایی که بخار آب را جمع‌آوری کرده و آن را به آب خالص و مایع تبدیل می‌کنند، برای مقابله با چالش‌های جهانی آب در حال ظهور هستند و برای کمک به این امر، صنایعی از جمله داروسازی و تولید نیمه‌هادی‌ها در حال سرمایه‌گذاری در تحقیقات و آزمایش‌های آزمایشی هستند. خبرگزاری ASU با پاول وسترهوف، استاد دانشگاه آریزونای امریکا در دانشکده مهندسی پایدار و محیط زیست در این رابطه گفتگو کرده است.
سوال: آیا نیاز به انرژی یک مشکل است؟ آیا نیاز به انرژی، این فرآیند را برای استفاده در دنیای واقعی بسیار گران می‌کند؟
پاسخ: امروزه، هزینه برداشت آب جوی کمتر از ۱ دلار در هر گالن است که در حال حاضر ارزان‌تر از آب بطری است. با پیشرفت‌های مداوم، هزینه‌ها می‌توانند در آینده نزدیک حداقل ۵۰ برابر کمتر شوند و آن را به یک منبع آب در مقیاس بزرگ و قابل دوام تبدیل کنند. نوآوری‌ها در فناوری مبتنی بر مواد جاذب رطوبت به سرعت در حال بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها هستند. یک پیشرفت بزرگ این است که بخار آب هنگام جذب، گرما آزاد می‌کند که می‌توان از آن برای کاهش مصرف انرژی استفاده کرد. همانطور که نمک‌زدایی از اقیانوس با غشاهای بهتر و سیستم‌های بازیابی انرژی بهبود یافته است، برداشت آب از جو نیز مسیر مشابهی را دنبال می‌کند. در حال حاضر، اگرچه هنوز برای مصارف در مقیاس بزرگ مانند آبیاری عملی نیست، اما برای کاربردهای آب فوق خالص از نظر هزینه رقابتی است. صنایعی مانند تولید نیمه‌هادی، تولید باتری و داروسازی به آب تصفیه شده متکی هستند که تولید آن با استفاده از نمک‌زدایی سنتی گران است. در بسیاری از موارد، برداشت آب از جو در حال حاضر جایگزین ارزان‌تر و کارآمدتری برای این روش‌های مرسوم است. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که ظرف پنج تا 10 سال، برداشت آب از جو، حتی در مناطق خشکی مانند آریزونا، به برابری هزینه با آب شهری خواهد رسید. با کاهش مداوم هزینه‌ها و بهبود کارایی، این فناوری می‌تواند به یک منبع آب پایدار و قابل اعتماد برای مصارف روزمره و کاربردهای صنعتی تبدیل شود.
سؤال: آیا حذف آب از هوا می‌تواند عواقب ناخواسته و مضری داشته باشد؟
پاسخ: نگرانی‌ها قابل درک است، اما تحقیقات و مطالعات مدل‌سازی نشان می‌دهد که تأثیر کلی زیست‌محیطی حداقل است. جو بسیار پویا است و باد دائماً رطوبت را توزیع مجدد می‌کند. حتی امروزه، بسیاری از ساختمان‌ها از سیستم‌های رطوبت‌زدایی به عنوان بخشی از تهویه مطبوع خود استفاده می‌کنند و بخار آبی را که به سادگی تخلیه می‌شود، از بین می‌برند. به عنوان مثال، سالن هاکی دانشگاه ایالتی آریزونا از فناوری رطوبت‌زدایی مبتنی بر خشک‌کن استفاده می‌کند و اگرچه بر هوای داخل ساختمان تأثیر می‌گذارد، اما اثرات آن فراتر از ساختمان نمی‌رود. مطالعات انجام شده بر روی پایگاه‌های نظامی که در آنها از سیستم جمع‌آوری آب جوی استفاده می‌شود، نشان داده است که تغییرات دما، رطوبت و الگوهای باد فقط در چند فوتی دستگاه‌ها رخ می‌دهد. این نشان می‌دهد که حتی در صورت استقرار در مقیاس بزرگ، تأثیر آن به شدت موضعی باقی می‌ماند.
اگر به صورت استراتژیک در شهرها ادغام شود، جمع‌آوری آب جوی می‌تواند با کاهش رطوبت فضای باز، مزایایی را ارائه دهد که به نوبه خود می‌تواند استرس گرمایی کلی را در مناطق شهری کاهش دهد. این امر به ویژه در مکان‌های با رطوبت بالا، که رطوبت بیش از حد می‌تواند به شرایط ناراحت‌کننده کمک کند، اهمیت دارد.
سؤال: آب جمع‌آوری‌شده از جو چقدر تمیز است؟
پاسخ: آب موجود در هوا بسیار خالص است و تقریباً هیچ نمکی در مقایسه با آب‌های زیرزمینی یا نمک‌زدایی اقیانوس ندارد. با این حال، برخی از مواد شیمیایی موجود در هوا وجود دارند که می‌توانند در این فرآیند جذب شوند، به ویژه ترکیبات آلی فرار که تقریباً از هر چیزی که می‌توانید بو کنید، از جمله عطرها، محصولات تمیزکننده، گیاهان و آئروسل‌های پخت و پز، ناشی می‌شوند. خوشبختانه، فناوری‌های مدرن تصفیه و پالایش در حال حاضر به این نگرانی‌ها رسیدگی می‌کنند. سازمان‌های ایالتی و فدرال، آزمایش‌های کاملی را برای اطمینان از ایمنی و زیست‌پذیری طولانی‌مدت آب جوی انجام می‌دهند. طی چند سال آینده، احتمالاً جوامع کوچکی که با کمبود آب دست و پنجه نرم می‌کنند، برداشت آب جوی را به عنوان بخش قابل توجهی از تأمین آب خود – نه لزوماً به عنوان جایگزینی، بلکه به عنوان یک منبع مکمل ارزشمند – آغاز خواهند کرد. با پیشرفت فناوری و کاهش هزینه‌ها، این روش می‌تواند به یک راه‌حل پایدار اصلی برای آب تبدیل شود، به ویژه برای مناطق خشکی که دسترسی آسان به منابع آب سنتی ندارند.
منبع:
https://news.asu.edu/20250317-environment-and-sustainability-mapping-way-harvesting-water-air
گروه صنعتی بهین انرژی با حمایت از پروژه های پژوهشی در حوزه انرژی خورشیدی و انرژیهای تجدیدپذیر، امادگی خود را برای همکاری با دانشگاهها و موسسات پژوهشی اعلام می دارد.
