Efektywny proces odsalania wody zmieni proces filtracji wody pitnej
Efektywny proces odsalania wody może zapewnić dostęp do czystej wody milionom ludzi z ubogich terenów w sposób efektywniejszy i tańszy.
W obliczu rosnącego niedoboru wody i zmian klimatycznych, dostęp do słodkiej wody jest pilnym wyzwaniem. Około 36% światowej populacji boryka się obecnie z poważnymi niedoborami słodkiej wody przez co najmniej cztery miesiące każdego roku, a do 2050 r. odsetek ten może wzrosnąć do 75%. Odsalanie wody morskiej jest obiecującym rozwiązaniem, ale obecne metody są energochłonne i pozostawiają duży ślad węglowy.
Tradycyjne metody odsalania, takie jak odwrócona osmoza i destylacja termiczna, wymagają ogromnej ilości energii, co czyni je kosztownymi i nie możliwym dla wielu regionów świata. Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Australii (UniSA) dokonali znaczącej zmiany w technologii odsalania, wykorzystując nowatorską technikę odparowywania zasilaną energią słoneczną. Ta nowa metoda znacznie poprawia wydajność odparowywania wody morskiej.
Zespół badawczy, kierowany przez profesora Haolana Xu, wykorzystał powszechne minerały ilaste, takie jak nanorurki haloizytowe, bentonit, zeolit i montmorylonit wraz z nanorurkami węglowymi i alginianem sodu. Minerały wprowadzono do pływającego fototermicznego parownika hydrożelowego, uzyskując szybkość parowania wody morskiej o 18,8% wyższą niż w przypadku czystej wody. Wcześniejsze badania wykazały, że szybkość parowania wody morskiej była o około 8% niższa niż wody słodkiej z powodu jonów soli utrudniających parowanie.
Profesor Xu wyjaśnił: „Minerały selektywnie wzbogacają jony magnezu i wapnia z wody morskiej do powierzchni parowania, co zwiększa szybkość parowania wody morskiej. Proces wymiany jonowej zachodzi spontanicznie podczas parowania słonecznego, co czyni go bardzo wygodnym i opłacalnym”.
Na całym świecie istnieje około 17 000 działających zakładów odsalania produkujących miliony ton czystej wody dziennie. Nawet niewielka poprawa wydajności odsalania może prowadzić do znacznego wzrostu produkcji czystej wody. Zasilany energią słoneczną system hydrożelowy opracowany przez UniSA wykazał trwałość, utrzymując wydajność po kilku miesiącach zanurzenia w wodzie morskiej. Sugeruje to, że technologia może być niezawodnym, niewymagającym konserwacji komponentem w zakładach odsalania.
Przełom UniSA jest częścią szerszych wysiłków badawczych mających na celu poprawę odsalania. Postępy w odsalaniu opartym na grafenie, gdzie membrany z tlenku grafenu skutecznie filtrują jony soli, oraz membrany z nanorurek węglowych, które umożliwiają szybki przepływ wody, okazały się obiecujące w zmniejszaniu zużycia energii. Odsalanie słoneczno-termiczne, które wykorzystuje światło słoneczne do odparowywania wody, to kolejna innowacja, która jest ściśle związana z podejściem UniSA. Naukowcy z MIT opracowali niedawno urządzenie do odsalania wody wykonane z niedrogich materiałów, oferujące potencjał dla społeczności o niskich dochodach.
Badania zespołu UniSA dają nadzieję na przyszłość, w której słodka woda będzie bardziej dostępna. Chociaż nadal istnieją wyzwania, takie jak skalowanie i integracja technologii, perspektywy są optymistyczne. Powszechne zastosowanie tej technologii może przynieść czystą wodę milionom ludzi borykających się z brakiem bezpieczeństwa wodnego. Postępy takie jak te przybliżają nas do świata, w którym niedobór wody nie jest już główną barierą dla dobrobytu i dobrostanu ludzi.
Szymon Ślubowski
