Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã công bố một công nghệ khử muối bằng năng lượng mặt trời mới, có thể làm giảm đáng kể chi phí sản xuất nước ngọt, thậm chí có khả năng làm cho nước ngọt rẻ hơn cả nước đóng chai, đồng thời hoạt động mà không cần 1 watt điện lưới, WE thông tin ngày 3/7.
Bước đột phá này đến từ một nhóm nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật Quy trình thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Thâm Quyến.
Cùng nhau, họ đã phát minh một vật liệu quang nhiệt ba chiều mới có khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt với hiệu suất vượt trội, cho phép biến nước biển thành nước uống chỉ bằng năng lượng mặt trời.
Công nghệ nhờ ánh sáng trên trời này đã chứng minh hiệu suất ổn định trong suốt một năm thử nghiệm ngoài trời mà không tốn 1 watt điện lưới.
Ảnh minh họa
Tháo điểm nghẽn trong lĩnh vực khử muối
Theo truyền thống, khử muối là một trong những phương pháp sản xuất nước ngọt tiêu tốn nhiều năng lượng nhất.
Hầu hết các nhà máy hiện đại đều dựa vào thẩm thấu ngược, một quy trình sử dụng lượng điện lớn để đẩy nước biển qua các màng chuyên dụng nhằm tách muối khỏi nước.
Hình minh họa về Nhà máy nước khử muối tại Hadera, Israel. Ảnh: Luciano Santadreu
Điều này đã hạn chế việc áp dụng rộng rãi phương pháp này chỉ ở các quốc gia giàu có với nguồn năng lượng dồi dào, đặc biệt là các nước vùng Vịnh - nơi sản xuất khoảng 40% lượng nước khử muối của thế giới.
Vật liệu mới này giải quyết một trong những thách thức lớn nhất mà công nghệ khử muối bằng năng lượng mặt trời đang phải đối mặt.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế hàng tỷ hạt nano rỗng được kết nối với nhau thành một cấu trúc ba chiều bền vững, ngăn chúng vón cục lại đồng thời tối đa hóa khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời.
Hệ thống này đạt tỷ lệ hấp thụ năng lượng mặt trời là 90,2% và giảm 45,7% năng lượng cần thiết để làm bay hơi cùng một lượng nước biển so với các thiết kế thông thường.
Nước khử muối đạt chuẩn WHO
Nguyên mẫu có diện tích 0,75 mét vuông đã sản xuất hơn 20 lít nước sạch mỗi ngày dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên, đủ để đáp ứng nhu cầu nước uống cơ bản cho khoảng 10 người.
Các thử nghiệm cho thấy nước đạt tiêu chuẩn nước uống của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), đồng thời hệ thống vẫn duy trì hiệu suất sau một năm hoạt động liên tục ngoài trời.
Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng nước tinh khiết để tưới cho một mảnh đất thử nghiệm rộng 5 mét vuông, và đã trồng thành công rau bina, ngô và cải thảo trong suốt một mùa vụ.
Dựa trên dự kiến vận hành trong hai năm, nhóm nghiên cứu ước tính rằng chi phí sản xuất nước sạch sẽ thấp hơn giá nước đóng chai, và dự kiến sẽ tiết kiệm được nhiều hơn nữa khi công nghệ này được mở rộng quy mô.
Các nhà nghiên cứu hiện đang nỗ lực cải thiện hiệu quả ngưng tụ và giảm chi phí sản xuất hơn nữa, với mục tiêu triển khai công nghệ này tại các vùng ven biển khan hiếm nước, các hòn đảo và các cộng đồng vùng sâu vùng xa, giúp ích cho hàng tỷ cư dân nơi đây ở quy mô toàn cầu.
[Theo tính toán của Liên Hợp Quốc, hiện nay, khoảng 40 % dân số thế giới (khoảng 3 tỷ người) sống trong phạm vi 100 km tính từ bờ biển].
Trang Ly
