Công nghệ lọc nước biển tiên tiến, tạo ra nước sạch có giá thành thấp hơn nước máy

Trong bối cảnh nguồn nước sạch trên toàn cầu đang dần khan hiếm, các thiết bị lọc nước biển giá rẻ sẽ trở nên ngày càng quan trọng trong tương lai

Nước sạch chỉ chiếm một phần rất nhỏ so với tổng lượng nước biển trên toàn cầu. Phương pháp chính để tách lấy nước sạch từ nước biển là dùng nhiệt làm bay hơi - một giải pháp đắt đỏ và không hiệu quả - đặc biệt với nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng lớn của thế giới

Các kỹ sư từ Viện Công nghệ Massachusetts vừa tìm ra một phương pháp mới giúp tạo ra nước sạch có thể sử dụng từ nước biển. Thiết bị lọc nước giá rẻ, nhỏ gọn này có thể giúp các vùng đang thiếu nước dễ dàng có được nguồn nước uống được

Thiết bị này được phát triển dựa trên một nghiên cứu mới đây trên tạp chí khoa học Joule. Với kích thước nhỏ gọn, thiết bị này có thể mở rộng để phù hợp với các vùng gần biển đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nước sạch

Ngay cả những vùng chưa gặp tình trạng thiếu nước sạch cũng cần phải chú ý đến nhu cầu sử dụng nước tăng cao do biến đổi khí hậu. Việc tìm giải pháp thay thế để cung cấp nước sạch là điều cấp bách

Theo nghiên cứu này, thiết bị này tạo ra các dòng nước xoáy giống như vòng tuần hoàn nước muối trong đại dương toàn cầu. Dưới tác động của ánh nắng mặt trời, nước biển bay hơi và làm tăng nồng độ muối. Nồng độ muối cao khiến nước biển này có xu hướng chìm xuống dưới để đẩy nước biển có nồng độ thấp hơn lên trên, tạo thành chu trình tuần hoàn nước.

Thiết bị mới của các kỹ sư MIT mô phỏng chu trình tuần hoàn này để loại bỏ muối trong nước biển.

Thiết bị hoạt động như thế nào?

Các nhà khoa học sử dụng một chiếc hộp nhỏ, mỏng phủ một lớp vật liệu tối để hấp thụ nhiệt từ mặt trời. Bên trong chiếc hộp được chia thành 2 phần. Nước biển chảy qua phần trên của hộp, tiếp xúc với lớp bay hơi nhiệt mặt trời. Hơi nước sau đó dẫn xuống phần dưới của hộp, nơi có bộ ngưng tụ hơi làm mát bằng không khí để tạo nước tinh khiết có thể uống được.

Các nhà nghiên cứu đặt chiếc hộp trong một bình rỗng lớn hơn, gắn các ống dẫn từ phần trên của hộp xuống phía dưới của bình. Bình này nổi trên nước muối. Áp suất chênh lệch đẩy nước lên qua ống dẫn vào hộp, độ nghiêng của hộp kết hợp với nhiệt độ mặt trời tạo dòng xoáy nước chảy qua.

Dòng xoáy này giúp nước mặn tiếp xúc với lớp bay hơi trên hộp và giữ cho nước muối tuần hoàn chảy xuống, tránh tắc nghẽn. Ý tưởng về lọc muối bằng năng lượng mặt trời đã được nhiều nhóm khác thử nghiệm, nhưng các kỹ sư MIT cho biết hệ thống của họ hiệu quả hơn trong việc tạo nước sạch và loại bỏ muối.

Họ tuyên bố rằng nếu thiết kế hệ thống có kích thước nhỏ gọn như một vali, nó có thể sản xuất 4-6 lít nước uống được mỗi giờ và sử dụng trong vài năm trước khi cần thay thế linh kiện. Với quy mô và hiệu suất đó, hệ thống có thể sản xuất nước uống với tốc độ và chi phí thấp hơn cả nước máy hiện tại.

Một thiết bị lớn hơn có thể sản xuất đủ nước uống để đáp ứng nhu cầu của một gia đình nhỏ một cách thụ động. Ngoài ra, nếu xây dựng dưới quy mô như một nhà máy, nó có thể cung cấp nước uống cho các cộng đồng ven biển nhỏ mà hiện chưa có nguồn nước sạch. Các cộng đồng dân cư trên đảo là mục tiêu phù hợp cho thiết bị này.