جامعة هاربين للتكنولوجيا (شنتشن) تطور هيدروجيلًا حيويًا من الفحم الحيوي، بمعدل تبخر شمسي يصل إلى 3.57

2026-06-24 11:08
المفضلة

أخبار ar.wedoany.com، نشر فريق بحثي من جامعة هاربين للتكنولوجيا (شنتشن) (Harbin Institute of Technology (Shenzhen)) نتائج أبحاثه الحديثة في مجلة "الفحم الحيوي" (Biochar)، حيث طور جهاز تبخير شمسي هجين يستخدم الفحم الحيوي المستخلص من سيقان الذرة الرفيعة المدمج في هيدروجيل متعدد الأيونات، لتحقيق تحويل فعال للبخار الشمسي مع تحسين نقل المياه وتقليل فقدان الحرارة.

التحكم في فقدان الحرارة وقدرة نقل المياه في جهاز التبخير الهجين

يُعد نقص المياه العذبة أحد التحديات الرئيسية التي تواجه التنمية المستدامة، وتتطلب تقنيات تحلية المياه التقليدية عادةً استهلاكًا عاليًا للطاقة وبنية تحتية مكلفة. وقد حظيت تقنية التبخير الشمسي السطحي باهتمام كبير نظرًا لاستخدامها المباشر للطاقة الشمسية النظيفة في معالجة المياه، إلا أن المواد المستخدمة تحتاج إلى الجمع بين وظائف متعددة مثل امتصاص الضوء، وإدارة الحرارة، ونقل المياه. قام الباحثون بإعداد الفحم الحيوي من سيقان الذرة الرفيعة عبر عمليات التحلل الحراري، والغسيل الحمضي، والطحن الكروي، والغربلة، ثم دمجه في شبكة الهيدروجيل لتكوين هيدروجيل هجين ناعم ومسامي. تبلغ نسبة امتصاص هذه المادة للضوء في نطاق طيف شمسي واسع أكثر من 95%، بينما تتجاوز نسبة امتصاص الفحم الحيوي في نطاق الضوء المرئي 98%.

تحت ظروف إضاءة شمسية تعادل شمسًا واحدة، تصل درجة حرارة سطح الهيدروجيل الهجين إلى 41.1 درجة مئوية، بينما ترتفع درجة حرارة الماء تحته إلى 29.3 درجة مئوية فقط، مما يشير إلى تركيز الحرارة على سطح التبخير وتقليل فقدان الحرارة نحو كتلة الماء المحيطة. يصل معدل التبخير لهذه المادة إلى 3.57 كجم/م²/ساعة، وهو ما يعادل حوالي 1.87 ضعف معدل التبخير للهيدروجيل الخالي من الفحم الحيوي. كما كشفت الدراسة أن المجموعات الوظيفية على سطح الفحم الحيوي، مثل الهيدروكسيل، والأمينو، والكربوكسيل، والكربونيل، تتفاعل مع جزيئات الماء وشبكة الهيدروجيل، مما يغير بنية الروابط الهيدروجينية لجزيئات الماء، ويزيد من نسبة "الماء الوسيط" الذي يحتاج إلى طاقة أقل للتبخير، مما يخفض المحتوى الحراري المكافئ للتبخير إلى 877.79 جول/جرام. في البيئات المالحة، تصل نسبة تشبع الهيدروجيل الهجين بالماء إلى 520%، مما يساعد في الحفاظ على إمدادات المياه اللازمة للتبخير المستمر.

صرح الدكتور ونزونغ ليو (Wenzong Liu)، المؤلف المسؤول للدراسة، بأن الفحم الحيوي لا يعمل فقط كممتص للطاقة الشمسية، بل ينظم أيضًا بنية المسام في الهيدروجيل وحالة جزيئات الماء، وهذه المسارات المزدوجة هي المفتاح لتحسين أداء التبخير بشكل كبير. تُظهر هذه الدراسة إمكانية استخدام مواد مشتقة من الكتلة الحيوية منخفضة التكلفة لتصميم الجيل التالي من أجهزة التبخير الشمسية، ومن خلال الجمع بين تعزيز الامتصاص الحراري، والتحكم في فقدان الحرارة، ونقل المياه، وتنشيط جزيئات الماء، يُتوقع مستقبلًا تطبيق هذه التقنية في تحلية المياه وتقنيات تنقية المياه، خاصة في البيئات المالحة أو ذات الموارد المحدودة.

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

تم تجميع هذه الأخبار القصيرة وإعادة نشرها من للمعلومات من الإنترنت العالمي والشركاء الاستراتيجيين، وهي مخصصة فقط للقراء للتواصل، إذا كان هناك أي انتهاكات أو مشاكل أخرى، فيرجى إبلاغنا في الوقت المناسب، وسنقوم بتعديلها أو حذفها. يُمنع منعًا باتًا إعادة نشر هذه المقالة دون إذن رسمي. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com

المنتجات ذات الصلة

وحدة تحكم إنذار الغاز AEC2301a - CHENGDU ACTION ELECTRONICS JOINT-STOCK CO., LTD.
جهاز الغاز الطبيعي المسال (LNG) - Kaifeng Air Separation Group Co., Ltd.
وحدة تحكم إنذار الغاز القابل للاشتعال SSK-1080 - Jinan Benan Technology Development Co., Ltd.
السلك العازل المزدوج المقاوم للحريق والصديق للبيئة من مادة PVC - Sichuan Chndo Cable Co., Ltd.
بطارية تدفق سائل من الفاناديوم بالكامل بقوة 83.5 كيلو وات - Enerflow Technology Co., LTD.
سلسلة صناديق عزل أجهزة قياس تتبع الحرارة الكهربائية - Shandong Huaning Electric Tracing Technology Co.,Ltd.
FR2000H 2.15MWh نظام تخزين الطاقة في حاويات بطول 20 قدمًا (التبريد بالهواء) - Jiangyin Furen High-tech Co., Ltd.
مشروع معالجة مياه الصرف الصناعي من طرف ثالث في قاعدة ليانيونغانغ للبتروكيماويات (المرحلة الثالثة) - China Bluestar Lehigh Engineering Corporation
شاحن DC/DC بقدرة 120 كيلوواط للمركبات الكهربائية - Shenzhen Increase Technology Co., Ltd.
محول التوزيع المغمور بالزيت - Hangzhou Qiantang River Electric Group Co., Ltd.
محرك غير متزامن ثلاثي الطور منخفض الجهد بالتيار المتردد- محرك غير متزامن ثلاثي الطور بسلسلة YE3 - Xi'an Simo Motor Co., Ltd.
مرشح الخرطوشة - Sailiwei Technology Co., Ltd.
قراءات ذات صلة
بدء أعمال إنشاء محطة معالجة مياه الصرف الصحي في الكويت بطاقة 500 ألف متر مكعب يومياً التي تنفذها شركة البناء الصينية
2026-10-27
شنغهاي إلكتريك توقّع عقدًا لإعادة التأهيل البيئي لمحطة كهرباء كوانغ نينه الفيتنامية بقيمة 3.27 تريليون دونغ فيتنامي
2026-10-26
حصلت بيشويوان على اعتراف دولي رفيع المستوى! نشر نتائج بحثية رائدة حول تقنية VMBR في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز" بالتعاون مع جامعات!
2026-10-21
ثلاثية المعدات الذكية المتكاملة ②: نظام ICSD، "محطة تحلية بحرية متنقلة" تمنح تجربة "الخمسة استثنائيات"!
2026-10-21
ثلاثية المعدات الذكية المتكاملة ①: IMEM، اجعل بناء محطة إمداد المياه أشبه بتركيب "مكعبات البناء"!
2026-10-21
تعمّق الصين التعاون جنوب-جنوب في مواجهة تغيّر المناخ وتوقّع 60 مذكرة تفاهم مع 46 دولة
2026-10-21
تعتزم EQT الاستحواذ على شركة إدارة النفايات الأسترالية Cleanaway بتقييم يبلغ 9.3 مليار دولار أسترالي
2026-10-19
شركة كير البريطانية تحصل على عقد أعمال معالجة مياه الصرف الصحي بقيمة 65 مليون جنيه إسترليني
2026-10-10
بي تي تي التايلاندية وهيئة التصنيف الإيطالية توقعان اتفاقيتين للتعاون في مجال تكنولوجيا الطاقة
2026-10-09
استلام خمسة عروض لمشروع معالجة مياه الصرف الصحي شرق الرياض في السعودية
2026-09-30