تبدیل هوای قابل حمل به آب آشامیدنی که در کیف جای می‌گیرد، آماده برای استفاده نظامی
محققان در کره جنوبی با توسعه سیستمی قابل حمل و دوست‌دار محیط زیست برای جمع‌آوری رطوبت به یک دستاورد چشمگیر دست یافته‌اند.
الهام گرفته از مکانیزم‌های گیاهان و حیوانات، این سیستم قابل حمل که به راحتی در یک کوله‌پشتی جا می‌گیرد، قادر به جمع‌آوری، تصفیه و تبدیل رطوبت اتمسفری به آب آشامیدنی پاک است.
دکتر هیونه لییم، مدیر مرکز تحقیقات الهام گرفته از طبیعت در KIMM، که این مطالعه را رهبری کرده است، گفت: “این تکنولوژی یک پیشرفت معنی‌دار است که تولید آب آشامیدنی را در موقعیت‌هایی که آب کم است، ممکن می‌سازد.”
این سیستم نوآورانه انتظار می‌رود که کاربرهای گسترده‌ای داشته باشد از جمله در عملیات‌های نظامی، کمپینگ، و تولید آب برای بقا در مناطق دور و کوهستانی، چنانچه در اطلاعیه مطبوعاتی ذکر شده است.
کارآمد، بهداشتی و قابل تنظیم
کارایی این سیستم از چرخه جمع‌آوری رطوبت منحصر به فرد آن ناشی می‌شود: رطوبت را جذب می‌کند، به عنوان بخار آزاد می‌کند، آن را به مایع تبدیل می‌کند و سپس استریل می‌کند. این فرآیند نوآورانه می‌تواند مقادیر زیادی رطوبت جمع‌آوری کند در حالی که انرژی کمتری از دی‌هیمیدیتورهای سنتی استفاده می‌کند.
محقق ارشد KIMM، سانجونگ اوه، اظهار کرد: “سیستم جمع‌آوری رطوبت تازه توسعه‌یافته یک تکنولوژی هیبریدی است که اصول سیستم‌های جذب رطوبت و تقطیر متعارفی را در بر می‌گیرد.”
علاوه بر این، یکی از ویژگی‌های بارز این دستگاه پایداری و بهداشتی بودن آن است. سیستم به‌طور مؤثر باکتری‌ها را بر روی پره‌های خنک‌کننده استریل می‌کند و اطمینان از ایمنی آب جمع‌آوری شده می‌دهد. فرآیند تصفیه شامل فیلتری دوست‌دار محیط زیست بر پایه دیاتوم است که کیفیت آب را بهبود می‌بخشد.
مطالعه توضیح داد: “یک غشاء دیاتومیت متصل به پلی‌کاپرولاکتون (PBD) از مخلوط مبتنی بر محلول دیاتومیت و PCL شکل گرفته است تا انعطاف‌پذیری برای تغییر شکل و مقیاس‌پذیری فراهم کند.”
علاوه بر این، فیلتر دیاتومیت متصل به پلی‌کاپرولاکتون را می‌توان در اندازه، ضخامت، شکل و تعداد پشته سفارشی کرد که آن را برای کاربردهای خاص مناسب می‌سازد.
آزمایش‌ها اثربخشی آن را در حذف آلودگی‌ها نشان داده‌اند و قابلیت تجزیه‌پذیری کامل فیلتر در طی 60 روز در آب بیشتر دوست‌دار محیط زیست بودن آن را نشان می‌دهد.
رفع مشکلات سیستم‌های سنتی
این نوآوری به مشکلات سیستم‌های جمع‌آوری رطوبت سنتی مانند دی‌هیمیدیتور‌ها و کولرهای هوایی می‌پردازد.
سیستم‌های سنتی معمولاً به کمپرسور‌ها و مبرد‌ها متکی هستند که منجر به صدا، نگرانی‌های وزنی و آلودگی محیط زیست می‌شود.
در حالی که سیستم‌های مبتنی بر ماژول ترموالکتریک یک جایگزین ارائه می‌دهند، آنها از کارایی انرژی پایین‌تر رنج می‌برند.
با این حال، سیستم KIMM این محدودیت را برطرف می‌کند و ظرفیت جمع‌آوری رطوبت بیشتری نسبت به سیستم‌های ترموالکتریک دارد.
ظرفیت جمع‌آوری رطوبت بهبود یافته
اطلاعیه مطبوعاتی مطالعه اعلام کرد: “ظرفیت جمع‌آوری رطوبت سیستم جمع‌آوری رطوبت قابل حمل که جدیداً توسط تیم تحقیقاتی KIMM توسعه یافته است بیش از دو برابر سیستم‌های متعارف با ماژول‌های ترموالکتریک است.”
یک دلیل کلیدی برای این دستاورد عملکرد دوگانه سطح گرمایش ماژول ترموالکتریک است. به‌طور مؤثری به عنوان یک صفحه جذب رطوبت و منبع گرما عمل می‌کند.
در حالت جذب، رطوبت از هوا بر روی این سطح جمع‌آوری می‌شود. سپس با سوئیچ کردن به حالت گرمایش، رطوبت جمع‌آوری شده به صفحه تقطیر منتقل می‌شود و به‌طور چشمگیری کارایی جمع‌آوری رطوبت را افزایش می‌دهد.
اوه نتیجه‌گیری کرد: “این تکنولوژی دارای رویکرد پایداری است که مصرف انرژی را به حداقل می‌رساند و از مواد دوست‌دار محیط زیست استفاده می‌کند.”
علاوه بر این، گرمای با دمای بالا که در طی این فرآیند ایجاد می‌شود برای جذب مجدد رطوبت استفاده می‌شود که به‌طور مؤثری از انتشار هوا گرم کاهش داده و بیشتر به کارایی انرژی کمک می‌کند.
مصرف برق کارآمد
فراتر از جمع‌آوری رطوبت کارآمد، این سیستم در مصرف برق نیز برتر است.
با ادغام حالت‌های جذب آب، تقطیر و استریلیزاسیون در یک ماژول ترموالکتریک، مصرف برق به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.
اطلاعیه مطبوعاتی اظهار کرد: “تیم تحقیقاتی KIMM این سیستم را طراحی کرده است که امکان دی‌هیمیدیتور بدون اعمال برق به ماژول ترموالکتریک در طول فرآیند جذب رطوبت را فراهم کند.”
“مصرف برق می‌تواند با اجازه دادن به فعال شدن حالت‌های جذب آب، تقطیر و استریلیزاسیون با استفاده از یک ماژول ترموالکتریک کاهش یابد.”
تأثیر آینده و تجاری‌سازی
این تکنولوژی چشمگیر پتانسیل دارد که دسترسی به آب را به‌ویژه در محیط‌ها و شرایط چالش‌برانگیز که منابع آب سنتی کمیاب یا در دسترس نیستند، متحول کند.
قابل توجه است که تیم اکنون آماده می‌شود تا یک جمع‌آورنده آب 3 کیلوگرمی مجهز به این سیستم چشمگیر را روانه بازار کند.
این سیستم در حال حاضر گواهی‌های آزمون و تأییدیه‌هایی برای عملکرد جمع‌آوری آب و ایمنی آب تولید شده آن دریافت کرده است.
KIMM با Puresys همکاری می‌کند تا این تکنولوژی را به بازار عرضه کند. آنها برنامه دارند که طیف گسترده‌ای از محصولات را از دستگاه‌های قابل حمل کوچک گرفته تا سیستم‌های با ظرفیت بالا ایجاد کنند.
