اسميت محقق اين طرح در اين باره ميگويد: «دستگاهي ميسازيم كه مصالح درون باتريها براي نمك زدايي آب با كمترين ميزان انرژي استفاده ميشود. چيزي كه مرا هيجان زده ميكند اين است كه با انتشار اين مقاله، دستگاه جديدي را به جامعه باتري و جامعه نمك زدايي معرفي ميكنيم.»
علاقه به فناوري نمك زدايي زماني افزايش يافت كه نياز به آب، خصوصا در مناطق دچار خشكسالي، افزايش يافت. اما موانع فني و مقدار انرژي زياد مورد نياز مانع اجراي گسترده گرديد. پركاربردترين روش، اسمز معكوس، كه در آن آب از غشايي كه مانع از عبور نمك ميشود با فشار گذرانده ميشود كه اين فرايندي پرهزينه است و انرژي زيادي نياز دارد. در مقابل، در روش باتري براي استخراج يونهاي باردار نمك از آب از الكتريسيته استفاده ميشود.
محققان از باتريهاي يون سديم كه حاوي آب شور هستند الهام گرفتند. باتريها از دو محفظه، يك الكترود مثبت و يك الكترود منفي و يك ميانگير مابين آنها تشكيل شدهاند كه يونها ميتوانند در ميان جريان يابند. وقتي باتري تخليه بار ميشود، يونهاي سديم و كلرايد (دو عنصر نمك) در يك محفظه جمع ميشوند و آب نمكزدايي شده در محفظه ديگر باقي ميماند.
در باتري معمولي، وقتي جريانها در جهتهاي ديگر شارش دارند يونها در عقب پراكنده ميشوند. محققان دانشگاه ايلينوي بايد در پي روشي براي استخراج نمك از آب در حال حاضر خالص باشند.
استاد اسميت ميگويد: «در باتري معمولي، جداساز امكان پراكنده شدن نمك از الكترود مثبت تا الكترود منفي را فراهم ميسازد كه ميزان كاهش نمك را محدود ميكند. ما بين دو الكترود، غشايي قرار داديم كه مانع عبور سديم شود، از اين رو توانستيم از ورود آن به طرفي كه نمكزدايي شده جلوگيري كنيم.»
روش باتري نسبت به اسمز معكوس چند مزيت دارد. اسميت بيان ميكند دستگاه باتري ميتواند بزرگ و كوچك شود و براي كاربردهاي مختلف متناسب گردد، در حالي كه كارخانههاي اسمز معكوس بايد بسيار بزرگ باشد تا كارآمد و مقرون به صرفه باشد. فشار مورد نياز براي پمپ آب بسيار كم است، زيرا به جاي اينكه آب را با فشار از غشايي عبور دهد به سادگي آن را روي الكترودها جاري ميكند كه اين امر بيانگر نياز به انرژي كمتر، تقريبا بسيار كمتر از آنچه واقعاً مورد نياز است و از طرفي نشانگر هزينههاي كمتر است. علاوه بر اين، ميتوان سرعت جريان آب درون آن را بسيار راحتتر از انواع ديگر فناوريهاي نمك زدايي كه مستلزم لولهكشي پيچيدهتر هستند تنظيم نمود.
Smith و Dmello مطالعه مدلسازي را انجام دادند تا بفهمند كه چطور دستگاه شان با غلظتهاي بالاي نمك مثل آب شور عمل ميكند و دريافتند كه دستگاهشان ميتواند 80 درصد برآوردي از آب نمك زدايي شده را بازيابي كند. شبيهسازيشان به ساير آلودگيهاي آب مربوط نيست اما آنها در تلاشاند تا آب شور واقعي را مورد آزمايش قرار دهند.
اسميت بيان ميكند: «ما معتقديم كه وعدههاي زيادي وجود دارد، كارهاي تحقيقاتي زيادياند كه به ايجاد مصالح جديد براي باتريهاي يون سديم پرداختهاند. اميدواريم كارمان محققان اين حوزه را برانگيزد تا به بررسي مصالح جديد نمك زدايي بپردازند. ما هيجان زده ايم تا ببينيم كه چه درهايي را ميتواند بگشايد.
منبع:AP
