تطوير مضخة أيونية مبتكرة لتحلية المياه تعتمد على تأثير السقاطة

مقدمة عن الابتكار الجديد

طور باحثون أمريكيون من جامعة كاليفورنيا مضخة أيونية مبتكرة لتحلية المياه تعتمد على ما يعرف بـ«السقاطة»، تعمل دون تروس أو وقود أو أي تفاعل كيميائي. تعتمد فقط على نبضات كهربائية منخفضة الجهد لتحريك الأيونات عبر السائل، مما يسمح بسحب الملح والمعادن الثقيلة بكفاءة عالية.

تفاصيل تقنية الجهاز

قال د. شين أردو، أستاذ الكيمياء في جامعة كاليفورنيا، الباحث الرئيسي في الدراسة، إن الجهاز:

• يستخدم رقاقة نانوية مسامية مطلية بطبقات معدنية دقيقة.
• تولد الإشارة الكهربائية النابضة ما يسمى تأثير السقاطة، وهو خلل في الشحن يوجّه الأيونات في اتجاه ثابت.

نتائج الاختبارات وفعالية المضخة

وأضاف د. أردو أن:

• نجحوا في إزالة نصف كمية الملح من الماء خلال الاختبارات.
• حافظوا على تدفق ثابت للجسيمات حتى عند مواجهة قوى معاكسة.

مزايا التقنية وخصائصها

وأكد أن:

• الجمع بين عدم التماثل الهيكلي والخصائص النانوية للمعدن يوفر العناصر الضرورية لعمل المضخة بكفاءة.
• لا تتطلب عمليات كهروكيميائية معقدة أو استهلاك طاقة كبير.

تطبيقات التقنية وما يمكن تحقيقه

هذه التقنية لا تقتصر على تحلية المياه، بل يمكن أن تستخدم أيضاً في:

• استخراج أيونات الليثيوم من مياه البحر.
• إعادة تدوير البطاريات.
• معالجة المعادن الثقيلة بتركيزات منخفضة تصل إلى بضعة أجزاء في المليار.

الأفق المستقبلي للابتكار

تفتح هذه المضخة الطريق أمام:

• حلول مستدامة لتنقية المياه.
• استعادة المعادن الحيوية.
• تطوير أجهزة طبية متقدمة.

ما يعكس تقدماً نوعياً في مجالات الهندسة الكهربائية والكيمياء الحيوية.