Đột phá công nghệ lọc nước biển bằng năng lượng mặt trời

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Hong Kong vừa phát triển một vật liệu mới đầy sáng tạo, mở ra khả năng lọc nước biển bằng năng lượng mặt trời ở quy mô lớn. Các vật liệu trước đây dùng cho mục đích này thường bị giảm hiệu quả đáng kể khi tăng kích thước.

Phát hiện này là một bước tiến quan trọng trong việc giảm sự phụ thuộc của con người vào nguồn nước ngầm.

Aerogel mới: Hiệu suất ổn định, giảm sự phụ thuộc vào nước ngầm

Hiện nay, phần lớn dân số thế giới phụ thuộc vào nước ngầm để có nước uống. Việc khoan giếng khoan phần lớn không được kiểm soát và ghi lại, mặc dù có những tác động tiềm tàng. Việc áp dụng công nghệ lọc nước biển có thể giúp kiểm soát và giảm thiểu tác động của việc khoan quá mức.

Vật liệu mới được các nhà nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Hong Kong phát hiện là một bước tiến trong việc giảm sự phụ thuộc của con người vào nước ngầm. Khi tăng kích thước, hiệu suất của vật liệu này chỉ giảm dưới 5%, trong khi các thiết bị bay hơi truyền thống giảm hiệu suất hơn 40%. Điều này giải quyết một vấn đề lớn trong việc mở rộng quy mô công nghệ lọc nước biển bằng năng lượng mặt trời.

Loại aerogel mới này có các lỗ thẳng đứng 20 micromet được phân bố đều trên bề mặt. Để tạo ra loại aerogel này, các nhà nghiên cứu đã in 3D một hỗn hợp bao gồm ống nano carbon và sợi nano cellulose theo từng lớp lên một vật liệu đông lạnh.

Để kiểm tra hiệu quả của vật liệu mới, các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm trong nhà và ngoài trời với vật liệu ở các quy mô khác nhau. Đối với các thử nghiệm, họ đã sử dụng vật liệu aerogel hình vuông có kích thước từ 1 đến 8 centimet.

Xi Shen, nhà nghiên cứu chính, chia sẻ: “Aerogel của chúng tôi cho phép khử muối toàn bộ công suất ở bất kỳ kích thước nào, cung cấp một giải pháp đơn giản, có khả năng mở rộng để khử muối không cần năng lượng nhằm tạo ra nước sạch”.

Quy trình đơn giản, tiềm năng lớn để sản xuất nước sạch

Quy trình lọc nước rất đơn giản: aerogel gốc carbon nổi trong một cốc nước biển. Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, bề mặt của nó nóng lên, khiến nước tách ra khỏi muối và bay hơi. Hơi nước ngọt này sau đó ngưng tụ ở mặt dưới của một nắp trong suốt, nơi nó được thu gom làm nước tinh khiết, có thể uống được. Trong một thử nghiệm chứng minh khái niệm ngoài trời, hệ thống đã thành công sản xuất khoảng ba thìa canh nước ngọt trong sáu giờ.

Khám phá này hứa hẹn mang lại một giải pháp hiệu quả và bền vững để giải quyết vấn đề khan hiếm nước ngọt trên toàn cầu, đặc biệt là ở những khu vực bị ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu và thiếu nguồn nước ngầm sạch.