عدد اليوم
هزاع أبوالريش (أبوظبي)
اكتشف فريق بحثي من مركز تكنولوجيا المياه المتقدم في جامعة خليفة، طريقة جديدة لفصل الملح عن مياه البحر تتميز بعدم اعتمادها على الأساليب الحرارية التقليدية المكلفة، والتي تستهلك الكثير من الطاقة خاصة إذا ما استخدمت في نطاق تحلية المياه ذات الملوحة المنخفضة.
وقام الفريق بفصل الأملاح عن مياه البحر باستخدام المغناطيس الذي يقوم بسحب الأيونات الملحية وجمعها تجاه قطبه. وتم توضيح هذه الطريقة في ورقة بحثية مشتركة أعدها كل من الدكتور عماد الحسينات، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الكيميائية، والدكتور باي شوي، الباحث الزائر في جامعة خليفة، ضمن المجلة العلمية الدولية «إليكتركيميكا أكتا».
قام الفريق بتقديم طلب براءة اختراع للنظام الجديد تحت عنوان «نظام وأسلوب إزالة الأيونات والجزيئات المشحونة والذائبة في المياه المالحة بوساطة المجال المغناطيسي والإلكتروني».
وتسمى عملية فصل أيونات الملح عن مياه البحر باستخدام الشحنات الإلكترونية (إزالة الأيونات)، حيث قدم الدكتور عماد نبذة عامة وشاملة في المجلة العلمية «ذا جورنال أوف فيزيكال كيميستري سي»، والتي تم نشرها في وقت سابق هذا العام حول تكنولوجيا تحلية المياه المتطورة، كما قام بتقديم طرق متطورة تعزز عملية إزالة الأيونات.
وتعتبر عملية فصل الأملاح باستخدام المجال المغناطيسي إنجازاً كبيراً في مجال تحلية مياه البحر والعديد من التطبيقات العملية التي تعتمد على عمليات الفصل، مثل تحلية الغاز، وهي عملية تتطلب إزالة مادة كبريتيد الهيدروجين من الغاز الطبيعي، وعملية جذب المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي للحصول على المعادن الثقيلة كالذهب والفضة ومعادن أخرى تستخدم في التطبيقات الصناعية إضافة إلى إنتاج مياه نقية صالحة للاستخدام البشري.
وقال الدكتور الحسينات: «لم تنجح جميع المحاولات السابقة في استخدام القوى الكهربائية والمغناطيسية لفصل الأيونات الملحية عن المياه لأنها كانت تتطلب مغناطيسات ذات قوة كبيرة أو فولتية كهربائية مرتفعة، الأمر الذي يعد مكلفاً وصعباً. ولكن عبر هذا الابتكار، وهو دمج القوتين المغناطيسية والكهربائية في نظام واحد جديد، استطعنا بنجاح فصل الأيونات عن المياه المالحة بكفاءة عالية وتكلفة أقل».
ويعتبر استخدام المغناطيسات الأقل تكلفة من الأمور التي تجعل عملية إزالة الأملاح أكثر استدامة، ويمكن استخدامها في المناطق البعيدة التي لا تتطلب عمليات تحلية للمياه على نطاق واسع، حيث توصل الدكتور عماد إلى أن المجال المغناطيسي يضعف الروابط بين جزيئات الأملاح والماء، ما يجعل جزيئات الأملاح تتحرك باتجاه المغناطيس، وبهذا تتم عملية الفصل.
وبعد إجراء العديد من التجارب لتحديد النظام المثالي للمجالات المغناطيسية والإلكترونية، تم التوصل إلى أنه يمكن للنموذج الأولي أن يقوم بعملية عزل الملح بنسبة 50 % مقارنة بأي نظام عزل للأيونات.
وأكد الدكتور الحسينات أن هناك مجالاً لإجراء المزيد من التحديثات على المشروع، حيث يعمل الفريق حالياً على تعزيز عملية الفصل. لذلك، قرر الفريق متعدد التخصصات، والذي يضم خبراء كيميائيين وفيزيائيين ومجهريين من المملكة المتحدة، أن يبدأ مشروعاً جديداً يهدف إلى شرح أثر المجالات الإلكترونية والمغناطيسية في إضعاف الروابط الجزيئية التي تؤثر بدورها في مجالات أخرى هامة.
وتكمن أهمية البحث الجديد في أنه كشف عن أسلوب جديد في التحكم بحجم الأيون وحركته من خلال الخاصية المغناطيسية التي مكنت العلماء من التحكم بعملية الفصل، وبالتالي التوصل لعملية تحلية مستدامة وذات كفاءة. وفي دولة الإمارات، توفر عملية تحلية المياه ما نسبته 80 % من مجموع نسبة المياه الصالحة للشرب في الدولة؛ لذلك فإن الحد من كمية الطاقة الضخمة المستخدمة في عملية التحلية هو أمر ذو بعد اقتصادي مهم.
