اليوم. يعد الألومنيوم ثاني أكثر المعادن إنتاجًا بعد الفولاذ ويُستخدم في كل شيء بدءًا من الطائرات المتقدمة إلي أدوات المطبخ. لكن عملية هول هيرولت ليست صديقة للبيئة تمامًا. السبب أن تصنيع الألومنيوم يخلف الكثير من النفايات. بينها أيونات الألومنيوم نفسه. ويفقد مصنع الألومنيوم التقليدي 2800 طن من المعدن في النفايات سنويًا.

لكن علماء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حققوا طفرة يأملون من خلالها في تحسين هذه الأرقام مع الحد من النفايات الخطرة الناتجة عن صهر الألومنيوم. تستخدم تقنية الترشيح النانوي الجديدة غشاءً متقدمًا لالتقاط ما يصل إلي 99% من أيونات الألومنيوم في مجاري النفايات. 

استخدم فريق البحث بالمعهد. هذا النوع من التكنولوجيا لتحلية مياه البحر ومياه الصرف الصحي. وسرعان ما اكتشفوا أن الترشيح النانوي له فوائد هائلة لصناعة الألومنيوم.

يبدأ إنتاج الألمنيوم بخام البوكسيت. وبعد سلسلة من التفاعلات الكيميائية. يتم شحن مادة مسحوقة تعرف باسم الألومينا إلي المصافي. وعند سكبها في حوض التحليل الكهربائي الذي يحتوي علي الكريوليت المنصهر "فلوريد الصوديوم والألومنيوم". تتحلل الألومينا إلي ذرات ألومنيوم وأكسجين.

وكما يحدث في معظم العمليات الكيميائية. بمرور الوقت. يكتسب مذيب الكريوليت الشوائب. ويتحول إلي طين به بعض ذرات الألومنيوم. وهنا يأتي دور نظام الترشيح النانوي. يلتقط هذا الغشاء بشكل انتقائي أيونات الألومنيوم بينما يسمح للعناصر الأخري بالمرور. وتمكن الغشاء من التقاط 99.5% من هذه الأيونات.

قال زي هاو فو. أحد مؤلفي الدراسة والباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه بجامعة كاليفورنيا في بيركلي: "الألمنيوم هو الأكثر شحنة إيجابية بين الأيونات. لذا فإن معظمه يبتعد عن الغشاء". 

ذكر موقع ببيولار ميكانيكس أن الغشاء الذي تم اختباره كان بحجم ورقة اللعب فقط. لكن الأغشية الصناعية ستكون أكبر بكثير. ومن المتوقع أن يزيد إنتاج الألمنيوم بنسبة 40% في العالم بنهاية العقد نتيجة التحول للطاقة الخضراء وصناعة الفضاء وغير ذلك.

قال لينهارد: "لا تعمل تقنية الغشاء علي تقليل النفايات الخطرة فحسب. بل تعزز أيضًا اقتصاد تدوير الألمنيوم وتقليل الحاجة إلي التعدين الجديد. وهي يوفر حلاً واعدًا لمعالجة المخاوف البيئية مع تزايد الطلب علي الألمنيوم".

يمكنك مشاركة الخبر علي صفحات التواصل