سولارابيك – أبوظبي، الإمارات العربية المتحدة – 6 أبريل 2022: قام مجموعة من الباحثين في جامعة خليفة بتطوير جهاز هيدروجيل ميكروي مصنوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للاستفادة منه في إنتاج البخار الشمسي المباشر وتحلية وتحويل المياه المالحة إلى مياه نظيفة بشكل فعال.
تصنيع جهاز التحلية
استعان الباحثون بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لصناعة جهاز تحلية يعتمد على الطاقة الشمسية بقنوات ميكروية ذات هياكل بلورية يمكنه تزويد المياه بلا انقطاع خلال عملية التبخر، حيث يقوم الهيدروجيل بامتصاص المياه عبر الخاصية الشعرية.
وصمم الباحثون السطح من الجهاز بمواد قادرة على امتصاص الضوء بالاستعانة بطريقة حديثة ترتكز على مواد ضوئية حرارية تُستخدم في أنظمة إنتاج البخار الشمسي المباشر، نظراً لقدرة تلك المواد على امتصاص كميات كبيرة من الطاقة الشمسية وتنظيم درجات الحرارة، وبالتالي إنتاج البخار.
ميزات مادة الهيدروجيل في جهاز تحلية المياه
تمثل مادة الهيدروجيل شبكة ثلاثية الأبعاد تتكون من بوليمرات مائية قادرة على الانتفاخ في المياه مع الحفاظ على هيكلها، وتتميز بأنها مرنة وديناميكية ويمكن استخدامها في مختلف الظروف. وفي هذا البحث، طور باحثون من جامعة خليفة بوليمرات تتسم باستجابتها لدرجات الحرارة المختلفة وقدرتها على الاحتفاظ بالماء وإطلاقه.
تعليقات الباحثين
ساهمت تكنولوجيا إنتاج البخار الشمسي المباشر بتوفير حل مستدام وآمن على البيئة لتحديات شح المياه عالميًا، حيث تعاني الأنظمة المتوفرة في الوقت الحالي والتي تعتمد على أشعة الشمس من ناتج مياه منخفض وتتطلب كميات كبيرة من الطاقة للبدء بعمليات التبخر، كما يمكننا تعزيز عملية التبخر من خلال إيجاد مواد جديدة تساهم في الحد من استهلاك الحرارة، وبالتالي إتاحة الفرصة أمام الاستفادة من هذه العملية على النطاق التجاري وهنا يكمن دور مادة الهيدروجيل.
تيجون زانغ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة خليفة
يساهم تطوير المواد الحديثة في إنتاج كميات كبيرة من بخار الماء بكميات قليلة من الطاقة، إضافة لفعالية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية التي تعزز التقدم في مجال التطبيقات المتعلقة بالمياه والطاقة الشمسية. وتشهد مادة الهيدروجيل إقبالًا كبيرًا في الوقت الحاضر نظرًا لتعدد وظائفها وخصائصها الحيوية وقدرتها الفريدة من نوعها على إنتاج كميات كبيرة من المياه.
الدكتورة عاكفة رازا باحثة في قسم الهندسة الميكانيكية
تمكن جهازنا من إنتاج معدل متميز من بخار الماء نتيجة لخصائصه في امتصاص الضوء والاحتفاظ بالمياه وإطلاقها بواسطة الهيدروجيل، إضافة لحركة المياه السريعة خلال القنوات الميكروية المصنوعة بالطباعة ثلاثية الأبعاد، ساهم الدمج بين تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وتكنولوجيا الهيدروجيل في توفير أداء عال لعمليات التقطير الشمسية وإتاحة الفرصة أمام التصميم الرقمي والتطوير المتسارع لأجهزة تحلية المياه الحديثة.
عفراء الكتبي، طالبة دكتوراه في الهندسة
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: جامعة خليفة
