15 بهمن 1398 10:40

به گزارش روابط عمومی پژوهشگاه نیرو، پژوهشگران گروه پژوهشی مواد غیرفلزی پژوهشگاه نیرو به کمک محققان دانشگاه بوعلی سینا، در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به تولید غشاهای نانو ساختار حاوی نانو ذرات سراميکی جهت حذف انتخابی آلاينده از پساب‌های نیروگاهی شدند.
امروزه تقریبا حیات اکثر صنایع بدون استفاده از آب غیرممکن است. این امر در حوزه تولید انرژی در انواع نیروگاه‌های تولید برق موضوعی جدی است. آب مصرف شده به همراه مواد آلاینده تولید، پساب می‌کند و در این میان راه حل اصلی پیش روی بشر، تصفیه مناسب پساب، در صورت امکان بازیابی و یا دفع آن است.
مهرنوش هور مدیر این پروژه تحقیقاتی گفت: در این پژوهش با ساخت غشاء نانو ساختار و استفاده از نانوذرات سرامیکی (مانند Al2O3 و ZrO2) در ساختار آنها، شرایطی برای جدایش و حذف آلاینده‌های معدنی (کاتیون فلزات سنگین) براساس مکانیزم‌های فیزیکی ایجاد شده است.
هور گفت: در این پژوهش، با استفاده از الیاف پلیمری ارزان قیمت و تجاری سازی شده مانند PA6 و PA6,6 به‌عنوان زمینه اصلی غشاء شرایط آب‌گریزی فراهم شده و با اضافه کردن نانوذرات سرامیکی مانند TiO2، Fe3O4، Clay، SiO2، HAp، ZnO به الیاف که از یکی از سه ویژگی مغناطیس، بار الکترواستاتیک و یا کاتالیست برخوردار هستند، شرایط برای جدایش آلاینده‌ها ایجاد شده است.
طی این پروژه تحقیقاتی، ابتدا آلاینده‌های واقعی شناسایی شده و متناسب با آن نانوغشاء مطلوب تهیه و ساخته شد. سپس پژوهش‌های آزمایشگاهی تحت شرایط شبیه‌سازی شده از واقعیت برای هر غشاء و هر پساب انجام شد. در این راستا مطالعات ساختاری، کینتیک جدایش، ضریب بهره‌وری و سایر مطالعات تکمیلی انجام شد، به نحوی که مجموعه‌ای حاوی دانش فنی تصفیه پساب صنعتی به کمک نانوغشاء تهیه و تدوین شد.
هور به استفاده از انواع نانو ذرات سرامیکی خانواده اکسیدی اشاره کرد، چرا که در پساب پایه آب، پایداری ترکیب داشته و در ضمن ارزان قیمت و در دسترس بوده و لذا توجه به این مسأله از این نظر حائز اهمیت است که می‌تواند شرایط تجاری سازی محصول را نیز میسر سازد.
وی گفت: محصول میانی این طرح نانو غشاء کامپوزیتی است که نانو ذرات سرامیکی (مانند زیرکونیا و آلومینا) بر روی الیاف پلیمری (PA6) قرار خواهند گرفت. ساختار درهم تنیده الیاف؛ تخلخل‌های باز و به هم متصلی را ایجاد خواهد کرد که موجب جدایش آلاینده ها خواهد شد. انتظار می‌رود هر یک از غشاهای تولید شده قادر به جداسازی حداقل 50% آلاینده مربوطه باشد.
هور تصریح کرد: پس از تکمیل دانش فنی در خصوص نحوه جداسازی، طراحی و ساخت یک مدول مجتمع که قادر به جداسازی آلاینده‌ها به‌صورت پیوسته باشد نیز به انجام رسید. در مطالعات فنی، قیود طراحی مانند دبی ورودی و خروجی، زمان انجام فرایند، انرژی مورد نیاز و ... و در مطالعات اقتصادی هزینه‌های ساخت و نگهداری نمونه‌های صنعتی برآورد شد. پس از آن طراحی مفهومی، پایه و تفصیلی انجام و در نهایت یک نمونه نیمه صنعتی مدول مجتمع ساخته شد. این محصول نانوفناورانه تحت بررسی شرایط واقعی پساب قرار گرفت و با ثبت نتایج به‌دست آمده، دانش فنی ساخت مواد نانو ساختار غشاها و فیلترهای مورد استفاده در تصفیه آب و پساب نیروگاهی در پژوهشگاه نیرو بومی‌سازی شد.
شایان توجه است که با انجام این مطالعات، دانش و فناوری‌های لازم برای پالایش گازهای منتشر شده از نیروگاه که حاوی ذرات فوق ریز، بخار کاتیون‌های فلزات سنگین و بخار انواع آنیون‌های باردار هستند نیز بسترسازی می‌شود.