طور باحثون في جامعة نيفادا، لاس فيغاس (UNLV) تقنية رائدة تستخلص كميات كبيرة من الماء من الهواء حتى في الظروف ذات الرطوبة المنخفضة جدًا. تعتمد هذه التقنية على غشاء مائي هلامي وتعمل بالطاقة الشمسية، مما يجعلها مصدرا مستداما للمياه في المناطق القاحلة.

لطالما اعتُبر تحويل الهواء إلى مياه شرب أشبه بالخيال العلمي، خصوصًا في البيئات ذات الرطوبة المنخفضة. لكن مع تزايد الجفاف الذي يؤثر على مصادر المياه في جنوب غرب الولايات المتحدة، طوّر الباحثون في جامعة نيفادا تقنية جديدة تستطيع سحب كميات كبيرة من الماء من الهواء الجاف، وتم نشر نتائجهم في دورية الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS) في 22 أكتوبر.

تقدم في تقنية استخراج المياه الجوية

يُعد الأستاذ في الهندسة الميكانيكية . جيريمي تشو من قادة هذا المشروع المبتكر، حيث قام بتطوير طريقة جديدة جذريًا لتحويل بخار الماء من الهواء إلى صورة قابلة للاستخدام. وعلى عكس التقنيات الحالية التي تعاني من انخفاض الكفاءة في الرطوبة الأقل من 30%، تم تصميم هذه التقنية للعمل بكفاءة حتى في الظروف الجافة جدا.

وصرح تشو قائلاً: "هذه الدراسة تثبت إمكانية التقاط الماء بمعدل سريع، ويمكننا الآن التنبؤ بحجم النظام المطلوب لإنتاج كمية معينة من الماء". فعلى سبيل المثال، يمكن لنظام بحجم متر مربع واحد إنتاج حوالي غالون من الماء يوميًا في لاس فيغاس، وقد تصل الكمية إلى ثلاثة أضعاف في البيئات الرطبة.

التقاط الماء مستوحى من الطبيعة

اختُبرت هذه التقنية في الهواء الطلق في لاس فيغاس وأثبتت فعاليتها حتى عند 10% رطوبة، يتم التقاط الماء مباشرة في محلول ملحي سائل يمكن معالجته لاحقا لاستخدامه في الشرب أو إنتاج الطاقة، مما يتيح إمكانيات جديدة للمناطق القاحلة.

ويعتبر "الغشاء المائي الهلامي" مكونا أساسيا في هذه التقنية، حيث استلهم الباحثون فكرته من الطبيعة، وتحديدا من ضفادع الشجر ونباتات الهواء التي تستخدم آلية مشابهة لنقل المياه من الهواء إلى شكل سائل للتخزين الداخلي.

الطاقة الشمسية تعزز الاستدامة

أثبتت الدراسة أيضا أن تقنية استخراج المياه الجوية يمكن تشغيلها بالطاقة الشمسية، خاصةً في المناطق التي تشهد أياما مشمسة كثيرة مثل وادي لاس فيغاس، الذي يتمتع بـ 300 يوم مشمس في السنة، مما يوفر الطاقة اللازمة لتقليل التكلفة النظرية لإنتاج المياه.

وقال تشو: "مصادر المياه لدينا تنفد، ومناخ كوكبنا يتغير. للوصول إلى الاستدامة، علينا تغيير عاداتنا. لقد بدا هذا الفكرة وكأنها خيال علمي، لكنها أصبحت حقيقة واقعة."

تطبيق تجاري لتقنية استخراج المياه

بدأت التقنية تُطبق عمليا من خلال شركة WAVR Technologies, Inc، وهي شركة ناشئة أسسها تشو في جامعة نيفادا. تهدف هذه الشركة إلى تطوير أجهزة قادرة على استخلاص بخار الماء من الهواء لاستخدامات تجارية وفردية، وتعتبر WAVR أول مشروع جامعي ينبثق من برنامج محركات الابتكار الإقليمي التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF) لتحويل التقنيات إلى حلول تجارية لمواجهة تحديات الاستدامة والتغير المناخي.