توليد بيروكسيد الهيدروجين لتطهير المياه باستخدام محفز يعمل بالطاقة الشمسية

توليد بيروكسيد الهيدروجين لتطهير المياه باستخدام محفز يعمل بالطاقة الشمسية

الطابع الزمني: 27 مايو 2023 1:00 صباحًا
عقدة المصدر: 2109804

إن ضمان أن المياه آمنة للاستخدام والاستهلاك يمكن أن يكون عملا روتينيا حقيقيا، وخاصة بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في المناطق الفقيرة دون الحصول على مياه الشرب المأمونة. هذا هو المكان الذي يأمل الباحثون في جامعة ستانفورد أن يتوصلوا إليه تم تطوير محفز منخفض التكلفة مؤخرًا يمكن أن تحدث فرقا. يأتي هذا المحفز على شكل جزيئات صغيرة الحجم (رقائق نانوية) تتكون من أكسيد الألومنيوم وكبريتيد الموليبدينوم والنحاس وأكسيد الحديد. عند تعرضه لأشعة الشمس، يعمل المحفز كوصلة شبه موصلة/معدنية حساسة للفوتون (Cu-MoS2) ، حيث تستمر الإلكترونات المزاحه في التفاعل مع الماء المحيط، مما يؤدي إلى تكوين بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) وجذور الهيدروكسي.

<img data-attachment-id = "591895" data-permalink = "https://hackaday.com/2023/05/26/geneating-hydrogen-perوكسيد-for-disinfecting-water-using-a-solar-driven- catalyst/cui-water-disinfection-may-2023/" data-orig-file="https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/geneating-hydrogen-peroxyde-for-disinfecting-water- use-a-solar-driven-catalyst-1.jpg" data-orig-size="1500,1000" data-comments-opened="1" data-image-meta="{"aperture": "0"، "الائتمان":"، "الكاميرا":"، "التسمية التوضيحية":"، "created_timestamp": "0"، "حقوق التأليف والنشر":"، "focal_length": "0"، "iso": "0" ""،"shutter_speed": "0"، "title": ""، "orientation": "0"}" data-image-title = "Cui-water-disinfection-may-2023" data-image-description data- تسمية توضيحية للصورة ="

يتم تقليب مسحوق المطهر في الماء الملوث بالبكتيريا (أعلى اليسار). يتم تعريض الخليط لأشعة الشمس، مما يقتل جميع البكتيريا بسرعة (أعلى اليمين). يقوم مغناطيس بتجميع المسحوق المعدني بعد التطهير (أسفل اليمين). يتم بعد ذلك إعادة تحميل المسحوق في دورق آخر به ماء ملوث، ويتم تكرار عملية التطهير (أسفل اليسار). (حقوق الصورة: تونغ وو/جامعة ستانفورد)

” data-medium-file =”https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/geneating-hydrogen-peroxyde-for-disinfecting-water-using-a-solar-driven-catalyst.jpg” data-large-file=”https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/geneating-hydrogen-peroxyde-for-disinfecting-water-using-a-solar-driven-catalyst-1.jpg ?w=800″ decoding=”async” التحميل=”lazy” class=”size-medium wp-image-591895″ src=”https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/geneating- بيروكسيد الهيدروجين لتطهير المياه باستخدام-a-solar-driven-catalyst.jpg” alt width=”400″ height=”267″ srcset=”https://platoaistream.net/wp-content/uploads/ 2023/05/geneating-hydrogen-perوكسيد-for-disinfecting-water-using-a-solar-driven-catalyst-1.jpg 1500 واط، https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/generated -بيروكسيد الهيدروجين لتطهير المياه-استخدام-a-solar-driven-catalyst-1.jpg?resize=250,167 250 واط، https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/geneating- بيروكسيد الهيدروجين لتطهير المياه-استخدام-a-solar-driven-catalyst-1.jpg?resize=400,267 400 واط، https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2023/05/geneating-hydrogen -بيروكسيد-لتطهير-المياه-باستخدام-a-solar-driven-catalyst-1.jpg?resize=800,533 أحجام 800 واط=”(الحد الأقصى للعرض: 400 بكسل) 100 فولت واط، 400 بكسل”>

يتم تقليب مسحوق المطهر في الماء الملوث بالبكتيريا (أعلى اليسار). يتم تعريض الخليط لأشعة الشمس، مما يقتل جميع البكتيريا بسرعة (أعلى اليمين). يقوم مغناطيس بتجميع المسحوق المعدني بعد التطهير (أسفل اليمين). يتم بعد ذلك إعادة تحميل المسحوق في دورق آخر به ماء ملوث، ويتم تكرار عملية التطهير (أسفل اليسار). (حقوق الصورة: تونغ وو/جامعة ستانفورد)

إن الأمراض المنقولة بالمياه شائعة جدًا، حتى في الولايات المتحدة التقارير 7,000 حالة وفاة و120,000 حالة دخول إلى المستشفى في عام 2021، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها في الولايات المتحدة، والعديد من المتضررين في جميع أنحاء العالم. معظم الضرر يحدث بسبب الميكروبات، وخاصة البكتيريا مثل E. كولايوالتي تتواجد بكثرة في البيئات المائية. وباستخدام هذا المسحوق المحفز في المياه الملوثة، توصل الباحثون وذكرت أن كولاي تم القضاء على المستعمرات في العينات المختبرة بالكامل بعد تعرضها لأشعة الشمس لمدة 60 ثانية.

والسبب في ذلك هو أن بيروكسيد الهيدروجين وأنواع الأكسجين التفاعلية المماثلة مدمرة للغاية للخلايا الحية، ومع ذلك فهي آمنة جدًا في نفس الوقت. بسبب تفاعلها العالي فهي غير مستقرة للغاية وبالتالي قصيرة العمر. يكون هذا مفيدًا عندما يتم استهلاك الماء الذي يحتوي على الميكروبات الميتة جدًا بعد ذلك، حيث يكون المحفز نفسه مغناطيسيًا وبالتالي يمكن فصله بسهولة باستخدام المغناطيس.

مع توفر إثبات المفهوم هذا، سيكون من المثير للاهتمام رؤية الشكل الذي سيبدو عليه المنتج، خاصة عندما يتعلق الأمر بخطوة الفصل النهائية وجعل ذلك سهلاً قدر الإمكان. وبما أن المحفز لا يُستهلك أو يُفترض أنه ملوث، فإنه يمكن أن يستمر إلى الأبد، مما يجعله بديلاً جذابًا لأقراص تنقية المياه وأنظمة الترشيح باهظة الثمن.

(صورة العنوان: صور مجهرية للإشريكية القولونية قبل (يسار) وبعد التطهير. ماتت البكتيريا بسرعة بعد أن أنتجت أشعة الشمس مواد كيميائية تسببت في أضرار جسيمة لأغشية الخلايا البكتيرية، كما هو موضح في الدوائر الحمراء. (رصيد الصورة: تونغ وو/جامعة ستانفورد))

الطابع الزمني:

اكثر من هاك يوم