تحويل الخبز لأقطاب كربونية لتطبيقات تحلية المياه

بعد أن تم نجاح فريق من المهندسين وذلك في تطوير طريقتين جديدتين من خلالهما يتم تشكيل أقطاب كربونية تكون مستخلصة من الخبز وكل هذا يعزز الاستدامة في انتاج الأقطاب الكهربائية وهذا ايضا باستخدام الخبز القديم وهو من أكثر الأطعمة التي تكون مهدرة عالميا وقد تعتمد هذه العملية على تسخين الخبز في بيئه خاليه وتكون خالية من الاكسجين وهذا يحوله مادة كربونية تكون صالحة للاستخدام في تطبيقات مثل أنظمة خاصة بتحلية المياه وهذا يهدف البحث لتحسين هذه التقنية لكي تتناسب للإنتاج في نطاق واسع ويوفر بديلا وصديق للبيئة في تصنيع الأقطاب الكربونية

تحويل الخبز لأقطاب كربونية لتطبيقات تحلية المياه

هناك تقنيات جديدة جدا ومبتكره تشكل أقطاب كربونية، وهذا قد تم بحثه من كل من ديفيد بقدوس، وايضا زكاري كوزيل، وكلهم يعملون في جامعة سانت فنسنت و جامعة بيتسبرغ، وقد استند هذا الفريق لأبحاث كانت تمت في وقت سابق لإجرائها، والذي قد اثبت من خلال هذه التجربة إمكانية استخدام الخبز القديم، وادخاله في انتاج الأقطاب الكربونية وهذا نظرا لأنه، يحتوي على نسبة عالية جدا من الكربون.

طريقتين مبتكرة لصياغة الأقطاب الكهربائية بأشكال محددة

قد تضمنت التطورات الجديدة من خلال طريقتين مبتكرين، لكي يتم من خلالهم صناعة الأقطاب الكهربائية وبأشكال محددة، وذلك يكون باستخدام قوالب ثلاثية الابعاد فيتم ضغط الخبز من داخل قالب، يكون مصنوع بتقنية الطباعة التي تكون مصنوعة بتقنية خاصة ثلاثيه الابعاد، قبل أن يتم تسخينه وكل هذا يسمح بانتاج أقطاب وتكون باشكال دقيقه جدا، وقد أثبتت هذه الطريقة فعاليتها ومن خلال تجربة قد أجريت، باستخدام قالب يكون على شكل خط متعرج.

الخلط بالماء والتشكيل اليدوي

من خلال هذه التجربة والتي من خلالها يتم صياغة الأقطاب الكهربائية، وتقوم بأشكال محددة ومن خلال التطورات الحديثة التي قد تم عمل دراسة عليها كبيرة جدا وهامه، فعلها مهندسون ومن خلالها يتم خلط الماء بمزيد من الخبز بعد ان يتم تشكيله بطريقة يدوية، قبل أن يتم تجفيفه وكرباته ويتم إدخاله في الفرن، وبرغم من ان هذه الطريقة قد توفر التحكم يكون أقل في الشكل النهائي، إلا أنها تقوم بإنتاج أقطاب تكون أكثر متانة.

الإنتاج المستدام لأقطاب الكربونية

هناك إنتاج مستدام لأقطاب الكربونية، فيرى الباحثون أن هذه التقنية يمكن أن تساعد في تطوير نظام تحلية، يكون بشكل منخفض التكلفة ويعتمد على الساعة الكهربائيه، وكل هذا يساعد في تقليل هدر الطعام وايضا معالجة تحديات تقنية المياه، وبطريقه تكون هذه الطريقة صديقة للبيئة وقد يعمل ايضا الفريق في الوقت الحالي، على تحسين هذه العملية واستكشاف إمكانيات التطبيق، وعلى نطاق واسع.

التقنيات المستخدمة

تعتمد التقنيات التي تكون مستخدمة ومتطوره لتحويل الخبز لأقطاب كربونية، فيمكن استخدامها في تطبيقات تحلية المياه، وكل هذا يساعد في حل مشكلة ندرة المياه وبطريقة مستدامة، وايضا اقتصادية فقد تعتمد هذه التقنية على أن يتم من خلالها تحويل الخبز الي مادة كربونية، ومن خلال عملية التسخين في بيئة تكون خالية من الاكسجين، وتشمل هذه التقنيات الكربون الحرارية ومن خلالها يتم تسخين الخبز في درجه حراره عاليه جدا، وفي غياب الاكسجين وكل هذا يؤدي لتحويل مواد العضويه الي كربون، ومن خلال ايضا التنشيط الكربوني فيتم استخدام مواد كيميائية لتنشيط الكربون الناتج، وهذا يزيد من مساحة سطحه، ويتم ايضا قدرته على امتصاص الأيونات.

التشكيل المتقدم

يتم من خلال استخدام التقنيات الخاصة بالطباعة الثلاثية الأبعاد، لكي يتم من خلالها تشكيل الأقطاب الكربونية وهذا يكون باستخدام أشكال هندسية محددة، ويزيد كل ذلك من كفاءته في تطبيقات تحلية المياه، كما يمكن أيضا استخدام الأقطاب الكربونية المشتقة من الخبز، ويكون ذلك في تطبيقات تحلية المياه التي تكون مختلفة مثل أن يتم استخدامها في إزالة الملوحة الكهربائية، وتستخدم الأقطاب الكربونية لكي يتم من خلالها جذب الأيونات الذائبة في المياه المالحة، وكل هذا يؤدي لفصلها عن الماء وايضا الترشيح السعوي، فيستخدم الأقدام الكربونية لتخزين الأيونات وكل هذا يسمح بإزالة الأملاح من الماء، عندما يكون تطبيق وجهاء جهد كهربائي .

فوائد استخدام الخبز في تحلية المياه

يعتبر الخبز واستخدامه في تحليل المياه فوائد كثيرة جدا، ومن أهمها الاستدامة يعتبر الخبز مادة متجددة متوفرة وتكون بكثرة، وهذا يجعله مصدر مستدام للأقطاب الكربونية، ومن الناحية الاقتصادية فيمكن أن تكون الأقطاب الكربونية المشتقة من الخبز ارخص بكثير من الأقطاب التقليدية، التي تكون مصنوعة من المواد الاخرى وايضا يكون من خلال تقليل النفايات، فيمكن أن يتم استخدام الخبز التالف أو الخبز الذي يكون غير مستخدم، في هذه العملية وهذا يساعد في تقليل النفايات الغذائية.

أهمية التقنيات

• تساعد التقنيات في تطوير حلول مبتكرة ومستدامة، لكي يتم من خلالها مواجهات تحديات نظره المياه.
• كما انها ايضا تقوم بدعم الاقتصاد الدائري وهذا يتم من خلال إعادة تدوير النفايات، الغذائية وتحويلها لمنتجات تكون ذات قيمة.

الأقطاب الكربونية

تعتبر الأقطاب الكربونية أقطاب كهربائية تكون مصنوعة من الكربون، وقد تستخدم في مجموعة كبيرة من التطبيقات الصناعية وأيضا التقنية ومن انواع هذه الاقطاب، اقطاب الجرافيت وهي الاكثر شيوعا وقد تستخدم في صناعة الصلب، وايضا الالومنيوم وفي البطاريات ومصابيح القوس الكهربائي، أما أقطاب الكربون النشاط فقد تتميز بمساحه فتحة عالية وقد تستخدم أيضا في تقنية المياه والهواء، وفي ايضا المكثفات الفائقة وأما الاقطاب الكربونيه الزجاجيه وتتميز بمقاومتها العالية للتآكل، وقد تستخدم أيضا في التطبيقات الكهربائية والتحليلية وتستخدم أقطاب الكربونية في صناعة الصلب، وفي صناعة الألومنيوم وتستخدم ايضا أقطاب الجرافيت في الافران الكهربائيه، لكي يتم من خلالها إزالة الملوثات من المياه.