يقوم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بإنشاء إسفنجة من الجرافيت لتعقيم المياه بكفاءة

شرع الباحثون في العثور على هيكل يمكنه امتصاص الماء بكفاءة وتوليد البخار على سطح الماء. وبعد سلسلة من التجارب، وجد هادي قاسمي، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم الهندسة الميكانيكية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الإجابة المثالية: إسفنجة على شكل قرص مكونة من طبقتين.

الطبقة العليا مصنوعة من الجرافيت، والتي تم وضعها في الميكروويف لمدة سبع ثوان لتسبب التمدد والفرقع، مما يؤدي إلى ظهور رقائق. الطبقة السفلية عبارة عن رغوة كربونية بها جيوب من الهواء، مما يمكنها من إبقاء الإسفنجة طافية بينما تعمل كعازل مسامي.

متعلق ب: سوف يلغي سخان المياه الذي تم تمويله جماعيًا فاتورة المرافق الشهرية الخاصة بك

عندما يضرب ضوء الشمس الإسفنجة، يتم إنشاء نقاط ساخنة في طبقة الجرافيت ويتم سحب الماء من خلال رغوة الكربون. عندما تلامس قطرات الماء الجرافيت، فإنها تتحول بسرعة إلى بخار.

"البخار مهم لتحلية المياه وأنظمة النظافة والتعقيم" يقول قاسمي. "خاصة في المناطق النائية حيث الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة، إذا كان بإمكانك توليد البخار بالطاقة الشمسية، فسيكون ذلك مفيداً للغاية."

الإسفنجة منخفضة التكلفة قادرة على تحويل 85% من الطاقة الشمسية الواردة إلى بخار، وهو أكثر كفاءة بكثير من البدائل التقليدية، مثل استخدام حقول المرايا أو العدسات لتركيز ضوء الشمس المستخدم لتسخين كميات كبيرة من الطاقة سائل.

وحتى مع الأساليب الجديدة، مثل خلط الماء مع الجسيمات النانوية التي تسخن بسرعة في ضوء الشمس، فإن توليد البخار يستغرق حوالي 1000 مرة من الطاقة الشمسية الموجودة في يوم مشمس متوسط. إن النهج الجديد الذي اكتشفه باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قادر على توليد البخار بحوالي 10 أضعاف كثافة الطاقة الشمسية يوم مشمس متوسط ​​بمساعدة عدسة أو مرآة رخيصة الثمن، وهو أدنى تركيز بصري تم الإبلاغ عنه تاريخ.

هذه العملية الجديدة لا تخلو من المشاكل. أولاً، يتم انسداد مسام طبقة الجرافيت بالملح أثناء عملية تحلية المياه. "نحن بحاجة إلى معرفة كيفية التعامل مع ذلك" يقول جانج تشن، أستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي يرأس قسم الهندسة الميكانيكية.

ويرى تشن مستقبلا مشرقا لتطبيقات الإسفنج العجيب، بما في ذلك توليد الطاقة البخارية وتجفيف الأسطح بعد الفيضانات.

توصيات المحررين

• تخطط الصين لبناء محطة شمسية مدارية تنقل الطاقة إلى الأرض
• تريد حملة Cheesy Kickstarter توفير الطاقة الشمسية للطلاب في شرق إفريقيا

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.