Buzz
Một công việc kép: tiết kiệm năng lượng và tạo ra nước từ không khí.
Biến đổi khí hậu gây ra những tác động kinh khủng, khiến nhiều thành phố phải đối mặt với hạn hán nặng nề hơn, buộc chính quyền địa phương phải cắt giảm cung cấp nước cho dân cư suốt nhiều tuần. May mắn thay, có một loại vật liệu mới có thể thu nước sạch từ không khí, một vật liệu kỳ diệu có thể cứu vớt nhân loại khỏi cơn khát.
Vật liệu nano có cấu trúc giống như bọt biển này được phát triển bởi Đại học Limerick ở Ireland, hợp tác với quỹ nghiên cứu có tên Molecule. Nhóm các nhà khoa học đã thiết kế nó để tích hợp với các máy hút ẩm hiện có trên thị trường, không chỉ giúp các hệ thống HVAC tiết kiệm năng lượng mà còn cung cấp nước sinh hoạt.
Đội ngũ nghiên cứu đã tưởng tượng một tương lai sáng sủa, trong đó vật liệu đặc biệt này có thể được sử dụng tại các vùng đất khô nóng trên khắp thế giới, từ Sydney, Australia đến Chennai, Ấn Độ.
“Vùng bắc Trung Quốc và toàn bộ lãnh thổ Ấn Độ đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nước liên tục, và tình hình đang trở nên tồi tệ hơn”, ông Michael Zaworotko, giáo sư tại Đại học Limerick, cho biết. “Trước khi chúng ta lo lắng về biến đổi khí hậu, tình trạng này đã rất nghiêm trọng, khi một phần ba dân số thế giới sống trong những vùng thiếu nước. Một phần ba dân số còn lại dự kiến sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu nước trong vòng 10 năm tới”.
Khoa học đã chỉ ra rằng chỉ có 1/1000 lượng nước trên trái đất được lưu giữ trong khí quyển, nhưng giáo sư Zaworotko cũng nhấn mạnh rằng “nhưng chúng có ở khắp mọi nơi, và là một nguồn nước tái tạo vô tận”.
“Nếu bạn thu nước từ không khí, đó sẽ là nước tái chế từ đại dương”. Thu nước từ không khí là một giải pháp chống thiếu nước tuyệt vời, ngay cả khi cộng đồng địa phương đang phải đối mặt với ô nhiễm nước ngầm hoặc bất kể tình trạng thiếu nước nào.
Đây không phải là lần đầu tiên con người tìm cách thu nước từ không khí. Công ty khởi nghiệp Zero Mass Water cũng đã thực hiện một dự án tương tự: họ đã phát triển các hệ thống trên mái nhà (làm từ vật liệu nano) để hút nước, sau đó sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp nước cho các gia đình. Hệ thống này đã được triển khai tại một bệnh viện nhi tại Jamaica.
Tổ chức Molecule có ý tưởng tương tự, nhưng họ có khả năng cải thiện công nghệ hiện có. Tổ chức đã trình bày ý tưởng cho giáo sư Michael Zaworotko và nhận được sự ủng hộ tích cực.
“Vật liệu hút nước từ không khí trong công nghệ này bao gồm cả ba yếu tố quan trọng”, giáo sư Zaworotko nói. “Nó hoạt động tốt ở điều kiện độ ẩm thấp, tức là có hiệu quả ở cả những khu vực khô cằn như sa mạc. Quá trình tái chế không tốn nhiều công sức và năng lượng. Và điều quan trọng nhất, điều khiến nhiều vật liệu tương tự không thể làm được - là tốc độ thu nước và sản xuất nước”.
Vật liệu kỳ diệu này được gọi là Regeneration Optimized Sorbent 37 (ROS-037), có các lỗ siêu nhỏ trên bề mặt, kích thước chỉ vài nanômét, giúp tách nước ra khỏi không khí. Ví dụ, bạn có thể thay thế vật liệu hút ẩm trong một thiết bị trên nóc một tòa nhà cao bằng ROS-037. Một hệ thống bổ sung sẽ thu thập nước từ không khí trong quá trình hoạt động của thiết bị hút ẩm.
Trong một thử nghiệm, với một máy mẫu và 1kg vật liệu ROS-037, nhóm nghiên cứu đã tạo ra khoảng 1 lít nước/giờ ở điều kiện lạnh khô. Tốc độ này đủ để một máy hút ẩm thông thường tạo ra đủ nước cho một gia đình sử dụng trong một ngày. Nếu ROS-037 được lắp đặt vào các hệ thống HVAC lớn, mỗi giờ chúng có thể sản xuất hàng nghìn lít nước.
ROS-037 cũng giúp hệ thống HVAC tiết kiệm năng lượng. Các tòa nhà lớn ở Mỹ sử dụng tới 40% tổng lượng điện năng tiêu thụ, và các hệ thống HVAC đóng góp tới một nửa lượng năng lượng đó. “Nếu tính cả các hệ thống HVAC trong các tòa nhà văn phòng, máy hút ẩm mới sẽ tiêu thụ năng lượng nhiều nhất”, Kurt Francis, giám đốc công nghệ của Molecule, nói. “Và nếu chúng ta giảm lượng năng lượng này, chúng ta có thể giảm lượng carbon thải ra môi trường trước cả khi chúng được phát ra”.
“Điểm đáng chú ý của hệ thống này là sự đơn giản tuyệt vời”, Bjorn Simundson, CEO của Molecule nói. “Nhờ có vật liệu này, bạn có thể biến máy hút ẩm thường thành máy tạo nước chỉ với điện trong nhà, và nó không tiêu tốn quá nhiều điện. Một hệ thống như vậy, chạy bằng năng lượng Mặt Trời, gió và có pin dự phòng sẽ có thể sản xuất nước ở bất cứ đâu”.
Molecule đang nỗ lực thương mại hóa vật liệu mới này. Một trung tâm thương mại lớn ở Nam California sẽ là địa điểm đầu tiên triển khai vật liệu mới trong hệ thống HVAC của họ. Molecule cũng sẽ phát triển một máy nhỏ, sử dụng ROS-037 và năng lượng Mặt Trời, gió hoặc pin, để mang đến mọi nơi trên thế giới.
Tham khảo FastCo
