Trung Quốc tạo đột phá biến nước biển thành nước ngọt, rẻ hơn cả nước đóng chai
Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể giúp nhiều quốc gia giảm chi phí sản xuất nước ngọt từ nguồn nước biển.
Một nhóm nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật Quy trình thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phối hợp với Đại học Thâm Quyến, vừa công bố một hệ thống khử muối nước biển sử dụng năng lượng mặt trời, hứa hẹn sẽ sản xuất nước ngọt với chi phí thấp hơn cả nước đóng chai. Đột phá này dựa trên một loại vật liệu quang nhiệt mới, được kết nối bằng các sợi polymer, cho phép tăng hiệu quả bay hơi nước nhờ vào nhiệt năng từ ánh sáng mặt trời.
Nước biển thực sự là nguồn tài nguyên vô tận.
Các vật liệu khử muối truyền thống thường gặp khó khăn trong việc ứng dụng thực tế do chúng dễ vón cục và chất nền polymer hỗ trợ nhanh chóng bị phân hủy. Do đó, nhiều nhà máy khử muối hiện đại phải sử dụng phương pháp thẩm thấu ngược, tuy tạo ra nước chất lượng cao nhưng lại tiêu tốn nhiều năng lượng để bơm nước qua màng lọc.
Hệ thống mới mà các nhà khoa học Trung Quốc phát triển gần như không cần năng lượng đầu vào, thay vào đó sử dụng phương pháp bay hơi tự nhiên. Thiết bị bay hơi quang nhiệt ba chiều của họ hấp thụ bức xạ mặt trời, chuyển hóa thành nhiệt, khiến nước biển bay hơi và ngưng tụ mà không tạo ra muối. Cấu trúc nano đa lớp rỗng, được liên kết bằng chuỗi polymer polyetylen terephthalate (PET), tạo ra một mạng lưới ổn định có khả năng giúp hấp thụ 90,2% năng lượng mặt trời và giảm năng lượng cần thiết cho quá trình bay hơi xuống 45,7%.
Ảnh minh họa do AI tạo ra.
Theo dữ liệu công bố, hệ thống này đạt tốc độ bay hơi kỷ lục 38,14 ± 0,57 kg/m² mỗi giờ, cao hơn 8,5 lần so với các hệ thống màng hai chiều trước đây. Một mô-đun thử nghiệm diện tích 0,75 m² đã sản xuất 20,16 lít nước ngọt mỗi ngày dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên, với chất lượng nước đạt tiêu chuẩn uống của WHO.
Ngoài ra, tính khả thi của hệ thống trong ứng dụng nông nghiệp cũng đã được thử nghiệm. Vật liệu khử muối đã trải qua quá trình lão hóa trong nước biển mà không xảy ra hiện tượng tách lớp hạt. Nước sản xuất từ nguyên mẫu đã được sử dụng để tưới cho một mảnh đất 5 m² trồng rau bina, ngô và cải thảo. Các tính toán cho thấy, cơ sở công nghiệp này có thể hoàn vốn chỉ sau hai năm hoạt động, cung cấp dịch vụ khử muối nước biển với chi phí thấp hơn so với sản xuất nước đóng chai.
Bình luận
