Güneş Enerjili Su Arıtma Sistemi

Güneş enerjisi ile suyun arıtılması, yenilenebilir enerji kullanarak içilebilir su elde edilmesi açısından oldukça önemli bir teknoloji sayılıyor. Bu yöntemde temel olarak güneş enerjisi sayesinde su buharı elde ediliyor ve buharın yoğuşması ile içilebilir suyun toplanması sağlanıyor. Suyun buharlaştırılması için gerekli olan enerji miktarının fazla olması yüzünden doğal güneş ışığı altında verimlilik düşük olabiliyor. Bu nedenle suyu buharlaştırırken gerekli olan enerji miktarını düşürmek ve arıtma işlemini hızlandırmak için yeni malzemeler geliştirilmesi gerekiyor.

 

Bilindiği üzere günümüzde milyonlarca insan temiz, içilebilir suya ulaşmakta zorluk yaşıyor ve tüketime tam olarak uygun olmayan suları içmek zorunda kalıyor. Bu da pek çok hastalığı beraberinde getiriyor.

 

Küçük miktarlarda su arıtmanın bilinen en iyi yollarından biri güneş enerjisinin kullanıldığı su arıtma sistemleri. Bu yöntemde arıtılmak istenen su buharlaştırılarak üstteki bir yüzeyde yoğunlaşır ve daha sonra bir kaba akar. Bu yöntem tüm sistem belli bir ısıya ulaştığında çalışır ve bu nedenle verimlilik bakımından istenilen seviyede değildir. Yapılan yeni araştırma ile çok daha verimli yeni bir sistem geliştirildiği bildiriliyor.

 

Texas Üniversitesinden ve Lockheed Martin Corporation’dan bir grup araştırmacı birlikte, yeni bir hidrojel (suda çözünmeyen ve çok miktarda suyu yapısında tutabilen üç boyutlu polimerik malzemeler) bazlı ve mevcut su arıtma sistemlerinden yaklaşık 12 kat daha verimli sistem geliştirdi. 

 

Araştırmacıların geliştirdikleri yeni sistem suyu tutabilen ve ışığı soğuran bir malzeme içeriyor. Suyu tutma özelliğini sağlamak için polivinilalkol ve çitosan gibi uzun zincir moleküller kullanılarak malzemenin iskeleti inşa ediliyor. Bu iskeletin içerisine konan polipirol ise güneş ışınlarını etkili bir şekilde soğurarak suyu daha az enerji gereksinimi ile buharlaştırmak için kullanılıyor. Elde edilen bu yeni malzeme, kullanım süresinin uzunluğu ve çeşitli iyonik kirlenmelere karşı da etkili olması sebebiyle oldukça üstün özelliklere sahip.

 

Ayarlanabilir özellikleri sayesinde yüksek oranda su tutma niteliği taşıyan hidrojeller bu amacı gerçekleştirmek için uygun malzemeler olarak dikkat çekiyor. Bu çalışmada üretilen malzemenin farklı bölgelerinde tutulan su farklı özellikler gösteriyor. Hidrojen bağları ile polimer zincirlerine tutunan su molekülleri güçlü bir bağ oluşturuyorlar. Buna karşılık polimer zincirleri arasında tutulan serbest su molekülleri ise normal sudaki davranışların aynısını sergiliyorlar. Bu iki kesimin arasında kalan bölgelerde ise su molekülleri ara bir formda tutuluyor. Bu bölgedeki su molekülleri arasındaki daha zayıf etkileşim sayesinde buharlaşma için gerekli olan enerji normal suyu buharlaştırmak için gerekli olan enerjiden daha düşük.

 

Araştırmacılar geçen yıl geliştirdikleri sistemle 1 m2 yüzeyden saatte 3,2 litre su arıtmayı başarmış ve bu değerin teorik olarak ulaşılabilecek değerin iki katı olduğunu bildirmişlerdi. Yeni yapılan araştırmalarla birlikte saatlik su arıtma miktarını 3,6 litreye yükseltmeyi başaran araştırmacılar bu miktarın ticari arıtma sistemlerindekinden yaklaşık 12 kat daha fazla olduğunu belirtiyorlar.

 

Güneş enerjili su arıtma sistemi diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında benzersiz avantajlara sahip olmasının yanı sıra çeşitli kirletici maddeler içeren endüstriyel atık suların da pratik bir biçimde arıtılması için dikkate değer bir potansiyele sahip. Tuzlu suları ve çeşitli kirleticiler içeren suları oldukça başarılı bir şekilde temizleyebilen bu yöntem, içilebilir suyun elde edilmesini kolay, verimli, ucuz ve sürdürülebilir kılması bakımından ümit verici olarak değerlendiriliyor.

 

Kaynaklar
Zhou, X., Zhao, F. ve ark., “Architecting highly hydratable polymer networks to tune the water state for solar water purification”, Science Advances, Cilt 5, eaaw5484, s.1-7, 2019.

Admin

Daha yeşil ve güzel bir Dünya için yola çıkan Yeşil Aşkı, herkesi Dünya’ya zarar vermeden, çevre dostu ve sürdürülebilir bir yaşama davet ediyor. Bütün gayemiz; temiz bir çevre, yaşanabilir bir dünya ve yeşil gören gözlerdir. Yeşil görmeyen gözler, Renk zevkinden mahrumdur.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir