استفاده از گاز Co2 برای تصفیه آب بدون نیاز به فیلتر
روش های تصفیه آب جدید متکی بر تزریق گاز CO2 و جدا سازی ذرات می باشد بدون نیاز به فیلتر های جدا ساز.
بهترین روش های تصفیه آب کنونی مشترک در فیلترهای مکانیکی یا یک غشاء برای حذف آلاینده های تکیه می کنند. اما با گذشت زمان، و مسدود شدن این فیلترها یا غشا های جدا کننده، نیاز به تعویض دارند. تکنولوژی جدید توسعه یافته ای که توسط گروهی از محققان دانشگاه پرینستون معرفی شده است، بدون نیاز به فیلتر و یا غشاء جدا کننده با استفاده از تزریق گاز CO2 و با توجه به ایجاد تغییرات شیمیایی در مواد، اقدام به جداسازی ذرات و مواد زائد از آب بر اساس بار الکتریکی می کنند.
این سیستم ساده و کم هزینه، متشکل از یک لوله لاستیکی سیلیکونی است که در انتها به دو شاخه تقسیم می شود. از آنجا که لوله سیلیکونی نسبت به CO2 نفوذ پذیر است، گاز فشرده شده می تواند از لوله سیلیکونی عبور کرده و با جریان آب مخلوط شود، این تعامل باعث تغییر در شیمی آب شده و آن را کمی اسیدی تر کرده که منجر به ایجاد ذرات باردار در آب می شود.
یکی از این یون های تشکیل شده، اتم هیدروژن با بار مثبت است که سرعت حرکت آن در محلول آب بیشتر است، یکی دیگر از یون های باردار، مولکول بی کربنات با بار منفی است که حرکت آهسته تری دارد. حرکت و جنبش این مولکول ها یک میدان الکتریکی کوچک ایجاد می کند و به دلیل اینکه اکثر ذرات معلق در آب دارای یک بار مثبت یا منفی می باشند به این میدان الکتریکی جذب شده و توسط جریان آب به انتهای لوله سیلیکونی که دو شاخه شده می رسند. در اینجا ذرات معلق و ناخالصی ها از یک مسیر و آب فیلتر شده بدون ناخالصی از سمت دیگر خارج می شوند.
آب تصفیه شده هیچ چیزی به جز CO2 در خود ندارد که آن هم زمانی که در مجاورت هوا قرار گیرید از بین می رود، جدا از اینکه از گاز CO2 برای گازدار کردن آب استفاده می شود که می توان گفت آب حاصل از این دستگاه تصفیه، آب گاز دار است! همچنین می توان دوباره از لوله سیلیکونی استفاده کرد زیرا قابلیت نفوذ پذیری خود نسبت به CO2 را از دست نداده و دوباره با همان کیفیت اولیه قابل استفاده است.
محققان می گویند: با توجه به سادگی طراحی، عدم نیاز به فیلتر و کم هزینه بودن لوله و گاز CO2، این سیستم دارای پتانسیل بسیار زیادی برای استفاده در کشور های درحال توسعه برای تصفیه آب رودخانه ها و برکه ها می باشد تا آب سالم بدون آلودگی های باکتری یا ذرات گرد و غبار در اختیار افراد قرار گیرد. همچنین می توان در کشاورزی و مانند یک دستگاه آب شیرین کن استفاده شود و یا در موارد صنعتی و کاربرد های علمی برای جداسازی ذرات از آن استفاده کرد.
از این این روش می توان در یک سیستم تصفیه آب قابل حمل استفاده کرد، در حال حاضر پژوهشگران یک نمونه در مقیاس آزمایشگاهی از این سیستم را ساخته اند که ادعا می کنند تا سه برابر موثر تر از سیستم های میکروفیلتراسیون مرسوم عمل می کند. همچنین می توان درمقیاس بزرگ از روش فیلتر دی اکسید کربن برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد.
نتایج این مقاله در مجله Nature Communications به چاپ رسیده است.
منبع: دانشگاه پرینستون