أخبار ar.wedoany.com، طوّر فريق بحثي في مختبر البروفيسور تشونلي غو، أستاذ البصريات والفيزياء بجامعة روتشستر الأمريكية، لوحًا شمسيًا قادرًا على تحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب، دون إنتاج محاليل ملحية سامة تلوث المحيطات، مع إمكانية استرداد معادن مثل الملح والليثيوم. وقد تم اختبار الجهاز باستخدام عينات من ثلاثة محيطات، ونُشرت النتائج في مايو 2026 بدورية "لايت: ساينس آند أبليكيشن" العلمية. وحتى الآن، تم عرض النظام على نطاق نموذج أولي مختبري صغير فقط، ولا تزال هناك تحديات تقنية يتعين تجاوزها قبل التطبيق الصناعي واسع النطاق.
يُصنع اللوح الشمسي من معدن داكن اللون تمت معالجته بنقش ليزري عالي الدقة، مما يمكنه من امتصاص ضوء الشمس واستخدام الطاقة الحرارية لتبخير مياه البحر مباشرة على سطح اللوح، وهي عملية تُعرف بالتبخير السطحي، وتتيح فصل المياه العذبة عن الملح دون الحاجة إلى معالجة كيميائية مسبقة. ومع تبخر الماء، يتبلور الملح تدريجيًا، لكنه لا يتراكم ليسد اللوح، بل يُدفع طبيعيًا نحو حوافه بفضل ظاهرة فيزيائية تشبه "تأثير حلقة القهوة"، مما يحقق التنظيف الذاتي ويدعم التشغيل المستمر لفترات طويلة.
يحل هذا التصميم المشكلة البيئية الناجمة عن تصريف المحاليل الملحية عالية التركيز والسامة من محطات تحلية المياه التقليدية. ففي عملية التناضح العكسي التقليدية، يُعاد النفايات السائلة المالحة إلى البحر، مما يزيد من ملوحة المياه ويخفض مستويات الأكسجين المذاب محليًا، ويضر بالنظم البيئية البحرية. أما النظام الذي طورته جامعة روتشستر، فيركز مياه البحر لإنتاج ملح صلب ومعادن متبلورة يمكن جمعها وإعادة استخدامها. ووفقًا للبيانات التي قدمتها الدراسة، يسترد الجهاز تقريبًا كل الملح الصلب، مما يلغي بشكل جذري مشكلة تصريف النفايات السائلة السامة إلى المحيطات.
من بين المعادن القابلة للاسترداد، يحظى الليثيوم بقيمة خاصة. فقد قام فريق البحث بدمج جسيمات نانوية خاصة في أخاديد اللوح الشمسي لالتقاط الليثيوم بشكل انتقائي. وفي تجربة تكميلية، نجح الباحثون في استرداد حوالي 50% من الليثيوم من عينات مياه جُمعت من بحيرة سولت ليك الكبرى بولاية يوتا الأمريكية. يُعد الليثيوم معدنًا رئيسيًا في صناعة بطاريات السيارات الكهربائية وبطاريات تخزين الطاقة، إلا أن نسبة الاسترداد هذه جاءت من مرحلة الاختبارات المختبرية فقط، ولا يمكن اعتبارها حلاً ناضجًا جاهزًا لاستخراج الليثيوم صناعيًا من مياه البحر.
أكبر عقبة تواجه هذه التقنية تكمن في الإنتاج على نطاق واسع. فالطباعة بالليزر تحد من حجم اللوح، ويتطلب دفع هذه التقنية نحو التطبيق الصناعي استثمارات مستمرة، بالإضافة إلى ضرورة إثبات استقرار الجهاز عند التعرض الطويل لظروف البيئة البحرية القاسية، مثل الأملاح والأشعة فوق البنفسجية. وأشار البروفيسور تشونلي غو إلى أن هذه التقنية تمتلك إمكانات للتوسع لتطبيقات أكبر، لكن حتى الآن، جميع بيانات التحقق تأتي من نماذج مختبرية صغيرة.
وفقًا لإحصاءات الأمم المتحدة، يعاني حوالي 2.2 مليار شخص حول العالم من نقص مياه الشرب الآمنة، وتعتمد العديد من المناطق، من كاليفورنيا إلى الشرق الأوسط، بالفعل على تحلية المياه لتكملة إمداداتها المائية. وتتمتع تقنية إنتاج المياه العذبة التي تعتمد فقط على الطاقة الشمسية، ولا تستهلك مواد كيميائية، ولا تنتج نفايات سائلة سامة، مع إمكانية استرداد معادن مفيدة، بآفاق تطبيقية واعدة للدول الجزرية والمناطق الساحلية الجافة التي تعاني من شح المياه وندرة الموارد.
يجمع هذا اللوح الشمسي الذي طورته الولايات المتحدة بين ثلاثة عناصر في مفهوم تقني واحد: تحلية المياه النظيفة، والقضاء على المحلول الملحي السام، واسترداد الليثيوم. ورغم أنه لا يزال مجرد إثبات لمفهوم في مرحلة مخبرية، إلا أن المسار التقني الذي أظهره يوفر أساسًا بحثيًا للمستقبل للجمع بين أمن المياه والإنتاج المستدام للموارد المعدنية. وما إذا كان هذا البحث سيخرج من المختبر ويتحقق على المستوى الهندسي، فلا يزال بحاجة إلى نتائج التحقق التقني اللاحقة والاستثمار الصناعي.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
