به نقل از «مهر»

چگونه از شوری آب اقیانوس برق تولید کنیم

تاریخ انتشار: ۹ مهر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۷۹۶۰۷۴

به گزارش خبرگزاری مهر، یک منبع انرژی عمدتاً دست نخورده در امتداد سواحل جهان وجود دارد؛ تفاوت شوری بین آب دریا و آب شیرین. یک نانوابزار جدید می‌تواند این تفاوت را برای تولید برق مورد استفاده قرار دهد.

تیمی از محققان دانشگاه ایلینویز از طرحی برای یک دستگاه نانوسیالی خبر دادند که قادر به تبدیل جریان یونی به انرژی الکتریکی است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

نتایج این پروژه درنشریه Nano Energy به چاپ رسیده است. این تیم معتقد است که از دستگاه آنها می‌تواند برای استخراج برق از جریان طبیعی یونی در مرزهای آب دریای استفاده شود.

ژان پیر لوبرتون استاد مهندسی برق و رایانه و رهبر این پروژه می‌گوید: «در حالی که طراحی ما هنوز در مرحله مفهوم است، اما پتانسیل بالایی برای کاربردهای حوزه انرژی دارد.»

دستگاهی که توسط گروه ژان پیر لوبرتون طراحی شده، هنگامی‌که یون‌های نمک از غلظت بالاتر به غلظت پایین‌تر از کانال دستگاه جریان می‌یابند، بارها را از یک انتها به طرف دیگر می‌کشد و باعث ایجاد ولتاژ و جریان الکتریکی می‌شود.

هنگامی که در جایی آب با شوری مختلف وجود داشته باشد، مانند جایی که یک رودخانه در اقیانوس خالی می‌شود، مولکوهای نمک به طور طبیعی از غلظت بالاتر به غلظت پایین می‌روند. انرژی این جریان را می‌توان برداشت کرد زیرا آنها از ذرات با بار الکتریکی به نام یون‌ها تشکیل شده‌اند که از نمک محلول تشکیل می‌شوند.

گروه ژان پیر لوبرتون یک دستگاه نیمه هادی نانویی طراحی کرد که از پدیده ای به نام «Coulomb Drag» بین یون‌های جاری و بارهای الکتریکی در دستگاه استفاده می‌کند. هنگامی‌که یون‌ها از طریق یک کانال باریک در دستگاه جریان می‌یابند، بار از یک طرف به طرف دیگر دستگاه حرکت می‌کند.

محققان هنگام شبیه‌سازی دستگاه، دو رفتار شگفت‌آور پیدا کردند. اول، در حالی که آنها انتظار داشتند که کشیدن کولوم در درجه اول از طریق نیروی جذاب بین بارهای الکتریکی مخالف رخ دهد، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که اگر نیروها دافع‌کننده باشند، دستگاه به همان اندازه خوب کار می‌کند.

مینگیه شیونگ در گروه لوبورتون و نویسنده اصلی این مطالعه گفت: «مطالعه ما نشان می‌دهد که یک اثر تقویت در اینجا وجود دارد.»

محققان همچنین دریافتند که این اثرات مستقل از پیکربندی کانال و انتخاب مواد است، به شرط آنکه قطر کانال به اندازه کافی باریک باشد تا از نزدیکی بین یون‌ها و هزینه‌ها اطمینان حاصل شود.

محققان در حال ثبت اختراع یافته‌های خود هستند و چگونگی مقیاس‌بندی این دستگاه برای تولید برق را مورد مطالعه قرار می‌دهند.

کد خبر 5900100 مهتاب چابوک

منبع: مهر

کلیدواژه: اقیانوس فناوری نانو تحقیقات علمی حاکمیت سایبری وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات تحقیقات علمی معاونت علمی فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری هوش مصنوعی اینترنت وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات فناورانه و پژوهشی نوآوری دانشگاه تهران همراه اول سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی شرکت های دانش بنیان هفته وحدت یون ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.mehrnews.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «مهر» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۷۹۶۰۷۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

در انتظار روزهای خوب برای«زهره» اصلی ترین آبریز کشور

به گزارش خبرنگار مهر، کشت و کار کشاورزی در این دو دشت با توجه به کیفیت رودخانه زهره طی سالیان متمادی دارای نقصان فزاینده بوده است.تا آنجا که طبق اعلام وزارت جهاد کشاورزی شاخص بنیادین عملکرد در واحد سطح در اراضی مشروب از رودخانه زهره در این دو منطقه در حدود یک چهارم میانگین کشوری است.

در این شرایط امید می‌رود تا به آبگیری سد چمشیر و بهبود نسبی کیفیت آب رها شده از این سد، بازدهی فعالیت کشاورزی در این دو دشت به تدریج بهبود یابد.

سد چمشیر در ۲۵ کیلومتری جنوب شرقی شهر گچساران در استان کهگیلویه و بویراحمد، روی رودخانه زهره ساخته میشود. این سد یکی از بلندترین سدهای وزنی ایران از نوع بتنی غلتکی با ارتفاع ۱۵۰ متر است. مخزن سد چم شیر ۲.۳ میلیارد مکعب ظرفیت دارد. ظرفیت نیروگاه برقابی این سد ۱۷۶ مگاوات به علاوه نیروگاه جریانی به ظرفیت ۱۱ مگاوات است. هدف از احداث این سد، تنظیم جریان آب و تعدیل کیفیت آب رودخانه و بهبود آب کشاورزی در پایین دست است.

در حالت طبیعی رودخانه زهره برخلاف نام زیبایش، یک رودخانه سیلابی و وحشی است و شدت شوری آب این رودخانه در بازه هایی از زمان به حدی بوده است که عملاً مصارف کشاورزی در این رودخانه غیرممکن میگردید. کیفیت بسیار متفاوت و همچنین سیلابی بودن زهره، سبب شده تا حیات شرق خوزستان به اندازه کافی از این رودخانه بسیار مهم منتفع نباشد. از سوی دیگر، هیچ ابزار مدیریت منابع آبی پیش از سد چمشیر، روی این رودخانه احداث نشده و تمامی آورد آبی آن پس از گذر از شرق خوزستان و استان بوشهر به خلیج فارس میریخت.

با تاکید دوباره بر هدف بهبود شرایط کیفی و کمی آب رودخانه زهره توسط سد چمشیر، سازوکار احداث سد نیز به این منوال است که موقعیت قرارگیری و محور این سد به نحوی تعیین شده است که بتواند آورد آبی سیلابی رودخانه زهره را کنترل کند و کمترین میزان شورابه نیز در مخزن سد قرار گیرد. با تنطیم جریان آب رودخانه زهره در تابستان که آورد رودخانه زهره کاهش می یابد، با رهاسازی آب دبی بیشتری وارد رودخانه شده و شوری آب رودخانه زهره در پایین دست سد را پس از چشمه های شور بعد از سد تعدیل میکند. بنابراین با تنظیم جریان آب، کیفیت آب رودخانه زهره در پایین دست سد تعدیل شده و آب با کیفیت بهتری از لحاظ شوری در اختیار کشاورزان قرار خواهد میگیرد.

تمامی اراضی کشاورزی هندیجان بدلیل شوری بالای رودخانه زهره و کاهش دبی رودخانه خصوص در فصل تابستان امکان کشاورزی ندارند. همانطور که در نمودار تهیه شده توسط مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات وزارت جهاد کشاورزی از شهرستان هندیجان می بینید، میزان سطح اراضی تحت کشت بین سالهای ۱۳۸۳ تا ۱۴۰۲ از حدود ۱۵ هزار هکتار تا ۲۹ هزار هکتار متغیر بوده است.

نیمی از مردم هندیجان به شغل دامداری و کشاورزی مشغول هستند و معیشت شان وابسته به رودخانه زهره است. دشت هندیجان یکی از مناطق مهم کشت گندم در استان خوزستان است که بدلیل شوری آب و خاک و عدم برنامه ریزی صحیح آبیاری، از عملکرد و بهره وری مصرف پایینی در کشت گندم برخوردار است.

در سالهای گذشته بدلیل شوری بالای و کاهش شدید دبی رودخانه زهره، کشاورزان با عدم امکان کشت محصول در بسیاری از اراضی مواجه بوده و همین امر باعث کاهش درآمد خانوارها و ناامیدی آنها از کشاورزی شده است. بطور مثال در زمستان سال ۱۳۹۶، کشاورزان هندیجانی با تجمع در برابر فرمانداری هندیجان نسبت به عدم رهاسازی آب از ابتدای سال زراعی برای آبیاری ۲۴ هزار هکتار اراضی کشاورزی خود اعتراض کردند.

براساس اعلام فرماندار این شهرستان، در سال زراعی جاری ۱۴۰۳ سطح اراضی زیر کشت به ۳۵ هزار هکتار رسیده است. مسلماً این میزان سطح زیرکشت گندم در ۲۰ سال گذشته امکان پذیر نبوده است و یکی از عوامل میتواند تنظیم جریان آب رودخانه زهره با سد چمشیر و اطمینان به بخش کشاورزی از تامین آب مورد نیاز در افزایش سطح زیر کشت در این شهرستان باشد. باید یادآور شد که مشکل کشاورزی در هندیجان در حال حاضر تنها تامین آب نیست. کشاورزان به مواردی مانند کمبود تامین سوخت برای کشاورزی، شوری خاک، بالا بودن بهای کود و سموم کشاورزی و همچنین عدم ساخت زیرساخت های مورد نیاز کشاورزی مانند شبکه های آبیاری و زهکشی اشاره دارند.

میانگین برداشت گندم در استان خوزستان حدود چهار تا ۴.۵ تن در هر هکتار است. توجه به آمار سطح تولید محصول در شهرستان هندیجان نشان میدهد که میزان تولید در سطح هکتار در این شهرستان تقریباً یک چهارم میانگین در استان خوزستان بوده است. شرایط جغرافیایی و محل تامین آب کشاورزی که از رودخانه شور زهره است، در اصل امکان تولید بالا و چشمگیر محصولات کشاورزی را در این اراضی بطور طبیعی نمی دهد. با توجه به شوری بالای خاک در این محدوده نمیتوان انتظار داشت که تنها با تنظیم کمی و کیفی جریان رودخانه زهره، شاهد شکوفایی کشاورزی در این دشت باشیم. در واقع باید پذیرفت که رهاسازی آب از سد چمشیر با کیفیت بهتر آب در تابستان با شوری کمتر بخشی از مشکلات کشاورزی را حل می کند.

کد خبر 6093223 فاطمه صفری دهکردی