Bài học rút ra chính
- Một thiết bị khử mặn mới chạy bằng năng lượng mặt trời rẻ tiền đủ để cung cấp nước uống liên tục cho một gia đình chỉ với giá 4 đô la.
- Hơn 1 tỷ người thiếu nước và 2,7 tỷ người gặp phải tình trạng khan hiếm nước.
- Một cải tiến có thể giúp cung cấp nhiều nước uống hơn là thẩm thấu ngược, sử dụng màng thấm một phần.
Những cải tiến công nghệ gần đây có thể giúp hàng triệu người trên thế giới tiếp cận nguồn nước sạch.
Các nhà nghiên cứu tại MIT và Đại học Giao thông Thượng Hải ở Trung Quốc đã phát triển một thiết bị khử mặn sử dụng năng lượng mặt trời để tránh tích tụ muối. Nó đủ rẻ để sản xuất và có thể cung cấp nước uống liên tục cho một gia đình chỉ với $ 4.
"Trừ khi nó mở ra các nguồn nước mới, thế giới sẽ thiếu 40% lượng nước cần thiết để đạt được sự cân bằng vào năm 2030", Antoine W alter, người dẫn chương trình podcast Don't Waste Water, nói với Lifewire trong một phỏng vấn qua email. "Trên thực tế, rất ít công nghệ cho phép chúng tôi tạo ra nước uống 'ngay từ đầu' ngày nay: khử muối đi kèm với những hạn chế của nó và các công nghệ mới nổi như tạo nước trong khí quyển vẫn phải mở rộng quy mô."
Đi năng lượng mặt trời
Nhiều hệ thống khử mặn bằng năng lượng mặt trời dựa vào bấc để hút nước mặn qua thiết bị, nhưng những bấc này dễ bị tích tụ muối và khó làm sạch. Thay vào đó, nhóm MIT đã tập trung vào việc phát triển một hệ thống không có bấc.
Kết quả là một hệ thống phân lớp, với vật liệu tối ở trên cùng để hấp thụ nhiệt mặt trời, sau đó là một lớp nước mỏng bên trên một lớp vật liệu đục lỗ, nằm trên đỉnh một hồ chứa nước mặn sâu như bể chứa. hoặc một cái ao. Với chiều ngang 2,5 mm, những lỗ này có thể dễ dàng được tạo ra bằng cách sử dụng các vòi phun nước thông dụng.
"Đã có rất nhiều minh chứng về các thiết kế bay hơi dựa trên năng lượng mặt trời, có hiệu suất thực sự cao của các thiết bị khác nhau", giáo sư Evelyn Wang của MIT cho biết trong thông cáo báo chí. "Thách thức là vấn đề bám muối mà mọi người chưa thực sự giải quyết. Vì vậy, chúng tôi thấy những con số hiệu suất rất hấp dẫn này, nhưng chúng thường bị hạn chế vì tuổi thọ. Theo thời gian, mọi thứ sẽ bị hôi."
Việc chuyển đổi khái niệm của nhóm thành các thiết bị thương mại khả thi sẽ có thể thực hiện được trong vòng vài năm tới. Các ứng dụng đầu tiên có khả năng cung cấp nước an toàn ở các vị trí xa ngoài lưới điện hoặc cứu trợ thiên tai sau bão, động đất, hoặc sự gián đoạn khác của nguồn cung cấp nước thông thường.
"Tôi nghĩ rằng một cơ hội thực sự là thế giới đang phát triển," Wang nói. "Tôi nghĩ rằng đó là nơi có khả năng xảy ra tác động gần nhất vì sự đơn giản của thiết kế." Tuy nhiên, cô ấy nói thêm, "nếu chúng tôi thực sự muốn đưa nó ra khỏi đó, chúng tôi cũng cần phải làm việc với người dùng cuối, để thực sự có thể áp dụng cách chúng tôi thiết kế nó để họ sẵn sàng sử dụng nó."
Một Thế giới Khát khao
Nhu cầu cấp thiết về nước uống ở nhiều quốc gia. Hơn 1 tỷ người không được tiếp cận với nước và 2,7 tỷ người gặp phải tình trạng khan hiếm nước, theo Quỹ Động vật Hoang dã Thế giới phi lợi nhuận.
Một cải tiến có thể giúp cung cấp nhiều nước uống hơn là thẩm thấu ngược, một quy trình lọc nước sử dụng màng thấm một phần, Gerald Joseph McAdams Kauffman, giám đốc và phó giáo sư tại Trung tâm Tài nguyên nước Đại học Delaware, cho biết trong Một email. Phương pháp này tốn nhiều năng lượng nhưng vấn đề đó có thể được bù đắp bằng việc sử dụng năng lượng mặt trời và gió chi phí thấp được lắp đặt tại khu vực nhà máy xử lý.
“Chúng tôi cũng sẽ cần đổi mới trong việc khử trùng nước uống để loại bỏ vi khuẩn và mầm bệnh để thay thế phương pháp khử trùng bằng clo đã được sử dụng hiệu quả trong một thế kỷ nay và loại bỏ các tai biến của bệnh tả và bệnh bạch hầu nhưng có thể được thay thế bằng năng lượng mặt trời an toàn - ánh sáng UV mạnh mẽ,”anh ấy nói thêm.
Cũng cần có những đổi mới để loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong nước uống, Amy Dindal, giám đốc nghiên cứu và phát triển môi trường tại Battelle Memorial Institute, cho biết trong một email.
Các cơ sở nước uống hiện tại sử dụng các phương pháp xử lý để loại bỏ các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS) PFAS khỏi nước uống, cô nói. Nhưng những phương pháp xử lý này cũng tạo ra một dòng chất thải thứ cấp.
“Công nghệ mới để tái tạo các phương pháp xử lý tại chỗ, chẳng hạn như hệ thống GAC RENEW của Battelle sẽ kéo dài tuổi thọ của hệ thống xử lý và giảm tổng chi phí sở hữu cho các cơ sở vận hành hệ thống xử lý nước uống,” Dindal nói.
Bước đầu tiên tốt để ngăn chặn tình trạng thiếu nước là ngăn chặn mất 136 nghìn tỷ lít nước mỗi năm do rò rỉ mạng, W alter nói.
“Việc số hóa mạng lưới và các công cụ phát hiện rò rỉ như radar kết hợp với các cách tiếp cận mới để quản lý mạng thực sự có thể tiết kiệm cho thế giới 37 tỷ đô la mỗi năm, chỉ bằng cách giải quyết các thành quả thấp kém,” ông nói thêm.
