خبر کامل
دستگاه خورشیدی نوین چینی: استخراج لیتیوم و شیرین‌سازی آب دریا به صورت همزمان
فناوری نوین چینی؛ استخراج لیتیوم و شیرین‌سازی آب دریا با یک دستگاه خورشیدی
محققان دانشگاه ژجیانگ چین گامی بلند در جهت حل دو چالش زیست‌محیطی و صنعتی برداشته‌اند. آنها دستگاهی خورشیدی طراحی کرده‌اند که قابلیت استخراج لیتیوم، عنصر حیاتی باتری‌ها، از آب دریا را دارد و همزمان می‌تواند آب را شیرین‌سازی کند. این نوآوری پتانسیل ایجاد تحولی بزرگ در مقابله با بحران رو به رشد لیتیوم و تأمین آب شیرین را داراست.
بحران لیتیوم و چالش‌های استخراج
لیتیوم، عنصری کلیدی در تولید گوشی‌های هوشمند و خودروهای برقی مدرن، با چالش‌های جدی در زمینه تأمین مواجه است. ذخایر قابل دسترس این عنصر در خشکی محدود بوده و روش‌های سنتی استخراج آن آهسته، نیازمند مقادیر زیادی آب و بسیار مخرب محیط زیست هستند. از سوی دیگر، اقیانوس‌ها حاوی حدود ۲۳۰ میلیارد تن لیتیوم هستند، اما غلظت بسیار پایین آن (نسبت سدیم به لیتیوم حدود ۶۰ هزار برابر) استخراج را به شدت دشوار می‌کند.
تلاش‌های پیشین برای تبخیر آب دریا به منظور جمع‌آوری لیتیوم اغلب با مشکل تشکیل رسوبات نمکی روبرو می‌شد که منجر به مسدود شدن تجهیزات و توقف فرآیند تولید می‌گردید.
دستگاه خورشیدی الاکلنگی: راه‌حلی هوشمندانه
محققان چینی با طراحی دستگاهی خورشیدی با مکانیزم الاکلنگی، راه حلی نوین برای این مشکلات ارائه داده‌اند. این دستگاه که SPSE (Solar-Powered Seesaw Extractor) نام دارد، دارای قابلیت خودپاک‌کنندگی است.
- ساختار: SPSE از یک لایه میانی جذاب لیتیوم تشکیل شده که بین دو لایه فوتوترمال مقاوم به آب قرار گرفته است.
- عملکرد: انرژی خورشیدی باعث تبخیر آب می‌شود و یون‌های لیتیوم به سمت لایه میانی جذب می‌شوند.
- ممانعت از رسوب: زاویه ۳۰ درجه دستگاه و حرکت الاکلنگی آن، رسوبات نمکی را به طور طبیعی شسته و از گرفتگی و اختلال در عملکرد جلوگیری می‌کند.
بر اساس مطالعات منتشر شده، این طراحی منحصر به فرد باعث افزایش غلظت محلی یون لیتیوم تا ۱۵.۵ برابر شده و جذب آن را به شکل قابل توجهی بهبود می‌بخشد. همچنین، سیستم توانسته است لیتیوم را با کارایی ۳۷۰ هزار برابری از سدیم جدا کند که نشان‌دهنده دقت و اثربخشی بالای آن است.
مزایای دوگانه: لیتیوم و آب شیرین
این فناوری فراتر از استخراج لیتیوم عمل می‌کند و می‌تواند به عنوان یک روش پایدار برای شیرین‌سازی آب نیز به کار رود و آب قابل آشامیدن تولید کند. محققان این دستاورد را به عنوان «تولید همزمان لیتیوم و شیرین‌سازی آب» توصیف کرده‌اند.
چالش‌های پیش رو
با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، این دستگاه هنوز در مراحل توسعه قرار دارد و کامل نیست. فیلترهای مبتنی بر منگنز پس از حدود ۳۰ بار استفاده دچار افت عملکرد می‌شوند. تیم تحقیقاتی در حال بررسی جایگزینی این فیلترها با مواد تیتانیومی برای افزایش طول عمر و پایداری دستگاه است. علاوه بر این، آنها باید اطمینان حاصل کنند که دستگاه بدون نیاز به افزودن مواد شیمیایی، با سطح طبیعی pH آب دریا سازگار خواهد بود.
نتایج این تحقیق در تاریخ ۴ فوریه ۲۰۲۶ در مجله معتبر Device منتشر شده است و امید می‌رود که فناوری SPSE نقش مهمی در تولید پایدار لیتیوم و مدیریت منابع آب در آینده ایفا کند.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
