تبدیل آب آلوده به کود و سوخت در ۶ ثانیه

دانشمندان دانشگاه ییل (Yale) در آمریکا روش نوینی را برای تبدیل الکتروشیمیایی نیترات که یکی از آلاینده‌های رایج آب است، به آمونیاک توسعه داده‌اند. این پیشرفت علمی دو فایده مهم دارد: پاک‌سازی آب‌های آلوده و تولید منبعی ارزشمند که می‌تواند به‌عنوان کود یا سوخت بدون کربن استفاده شود.
به گزارش ایسنا، نیترات یکی از آلاینده‌های رایج در فاضلاب‌هاست. هرچند نیترات برای رشد گیاهان ضروری است، مقدار زیاد آن می‌تواند کیفیت آب را به شدت کاهش دهد.
به نقل از آی‌ای، ایده تبدیل نیترات به آمونیاک چیز جدیدی نیست، اما انجام این فرایند به‌صورت کارآمد و مقرون‌به‌صرفه همواره چالشی جدی برای دانشمندان بوده است. مشکل اصلی در این است که چطور می‌توان این تبدیل را هم با کمترین مواد جانبی ناخواسته یا به اصطلاح گزینش‌پذیری و هم با سرعت بالا انجام داد.
تا پیش از این، تلاش‌ها اغلب بر استفاده از مواد گران‌قیمت و فرآیندهای ساخت پیچیده برای بهبود عملکرد الکتروکاتالیست‌ها متمرکز بود. اما به گفته‌ پروفسور لیا وینتر (Lea Winter) از دانشگاه ییل، «وقتی از مواد گران‌قیمت و روش‌های سنتز پیچیده برای ساخت نانو ساختارهای دقیق استفاده می‌کنید، هزینه‌ها سر به فلک می‌کشد، به‌ویژه اگر بخواهید این فرایند را در مقیاس بزرگ برای فاضلاب انجام دهید.»
 دو نوآوری کلیدی
گروه محققان ییل به رهبری پروفسور وینتر، روشی دوگانه ارائه کرده که می‌تواند همه چیز را تغییر دهد: روش اول این است که آن‌ها در سیستم خود از یک ماده خاص به ‌نام یونوفور (Ionophore) استفاده کردند. این ماده مانند آهن‌ربا عمل می‌کند و نیتریت را که محصول جانبی ناخواسته‌ای است که در فرایند تبدیل نیترات به آمونیاک ایجاد می‌شود، در کنار خود نگه می‌دارد.
بدین ترتیب، نیتریت پیش از آن‌که وارد آب شود، فرصت کافی دارد تا به آمونیاک تبدیل شود و میزان آمونیاک قابل‌استفاده به‌طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد.
پژوهشگران می‌گویند: روش ما استفاده از یونوفور بود که نیتریت را نزدیک نگه می‌دارد و فرصت تبدیل کامل به آمونیاک را فراهم می‌کند. این همان کلید دستیابی به گزینش‌پذیری بالای آمونیاک است.
نوآوری دوم، استفاده از غشای الکتریکی است که به‌عنوان سکوی «تبدیل الکتروشیمیایی» عمل می‌کند. این غشاء از ترکیب مس (Copper) و نانولوله‌های کربنی ساخته شده و سرعت تبدیل نیترات به آمونیاک را به‌شدت افزایش می‌دهد.
البته این سرعت بالا گاهی باعث تولید بیش از حد نیتریت می‌شد. اما با ترکیب این غشاء با یونوفور، آن‌ها به‌طور هم‌زمان به دو هدف رسیدند: سرعت و گزینش‌پذیری بالا.