Phát minh hệ thống khử mặn bằng năng lượng mặt trời

Vôi hóa là một trong những vấn đề chính trong hệ thống khử muối. Khi muối và các tạp chất khác đang được lọc ra khỏi nước, vật liệu đó có xu hướng tích tụ trên màng hoặc các bề mặt khác trong thiết bị, đòi hỏi các bộ phận phải được làm sạch thường xuyên, hoặc phải thay thế. Vật liệu tạo bọt là một trong những bộ phận thường bị bám bẩn nhất, vì vậy đối với dự án mới, các nhà khoa học từ MIT và Đại học Giao thông Thượng Hải đã thiết kế một thiết bị khử mặn bằng năng lượng mặt trời không cần bấc.

Được thiết kế để nổi trên bề mặt của một vùng nước mặn, hệ thống này bao gồm một số lớp. Một vật liệu có các lỗ đục 2,5 mm hút nước từ bể chứa bên dưới lên, tạo thành một lớp nước mỏng ở trên. Với sự trợ giúp của một vật liệu tối màu có khả năng hấp thụ nhiệt từ ánh sáng mặt trời, lớp nước mỏng này được đun nóng cho đến khi bay hơi, do đó nó có thể được ngưng tụ lại trên bề mặt dốc để thu thập thành nước tinh khiết.

Muối sẽ nằm lại trong phần nước còn lại, nhưng đây là nơi khởi xướng ý tưởng mới của nhóm. Các lỗ trên vật liệu đục có kích thước vừa phải để cho phép tuần hoàn đối lưu tự nhiên xảy ra. Phần nước ấm hơn bên trên vật liệu - lúc này đã đậm đặc hơn nhiều muối - được hút trở lại phần nước lạnh hơn bên dưới. Một lớp nước mới được hút lên trên cùng của vật liệu và chu trình lại bắt đầu.

Trong các thiết bị thử nghiệm, nhóm nghiên cứu nói rằng kỹ thuật này có thể đạt hiệu suất hơn 80% trong chuyển đổi năng lượng mặt trời thành hơi nước, ngay cả khi nước ban đầu có nồng độ muối lên đến 20% trọng lượng. Không có tinh thể muối nào được phát hiện trong thiết bị sau một tuần hoạt động.

Điều quan trọng, hệ thống được làm bằng vật liệu hàng ngày, vì vậy nó có khả năng mở rộng và không tốn kém. Nhóm nghiên cứu tính toán một hệ thống với diện tích thu gom chỉ 1 m2 (10,8 ft2) có thể cung cấp đủ nước uống cho nhu cầu hàng ngày của một gia đình và vật liệu để xây dựng nó sẽ chỉ tốn khoảng 4 đô la Mỹ. Với sự cải tiến hơn, nhóm nghiên cứu tin rằng thiết kế khử muối này có thể giúp mang nước uống đến các khu vực xa xôi hoặc đang phát triển và được thiết lập tạm thời để cứu trợ thiên tai sau khi nguồn cung cấp thường xuyên bị gián đoạn.