Ước tính có khoảng 844 triệu người không được sử dụng nước sạch, trong khi cứ một phút lại có một trẻ sơ sinh chết vì nhiễm trùng do thiếu nguồn nước an toàn và môi trường ô nhiễm. Khử mặn nước biển và tái chế nước thải là hai phương thức để giảm tình trạng thiếu nước, nhưng các phương pháp thông thường rất tốn năng lượng và dựa vào việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Trên thực tế, xử lý nước sử dụng khoảng 3% nguồn cung cấp năng lượng của thế giới.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Monash đã phát triển được công nghệ tiêu thụ ít năng lượng có thể cung cấp nước uống sạch cho hàng nghìn cộng đồng, chỉ bằng cách sử dụng vật liệu quang nhiệt và năng lượng mặt trời. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã chế tạo được hệ thống sản sinh hơi nước từ năng lượng mặt trời với khả năng sản xuất nước sạch hiệu quả và liên tục từ nước mặn với hiệu quả khử muối đạt gần 100%.

Thông qua kiểm soát chính xác sự kết tinh của muối chỉ ở rìa đĩa bay hơi, thiết kế mới lạ này cũng có thể thu lại muối. Tính khả thi và độ bền của thiết kế đã được xác nhận thông qua thử nghiệm sử dụng nước biển từ Vịnh Lacepede ở Nam Úc. Công nghệ này là giải pháp đầy hứa hẹn cho tình trạng thiếu nước tại các khu vực không có điện lưới. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí quốc tế Energy & Environmental Science.

GS. Xiwang Zhang, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "An ninh nguồn nước là thách thức lớn nhất mà thế giới phải đối mặt trong thế kỷ 21, đặc biệt là khi dân số gia tăng và các tác động của biến đổi khí hậu trở nên rõ nét. Sử dụng năng lượng mặt trời để xử lý nước đã được coi là một trong những giải pháp bền vững nhằm giải quyết tình trạng khan hiếm nước sạch ở một số cộng đồng, mà không gây ảnh hưởng đến môi trường hoặc tài nguyên. Dù đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong phát triển vật liệu, nhưng quá trình bay hơi nước đã bị cản trở bởi nồng độ muối trên bề mặt gây ảnh hưởng đến chất lượng nước được sản xuất".

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một đĩa bằng giấy lọc siêu thấm nước với một lớp ống nano cacbon để hấp thụ ánh sáng. Sợi bông có đường kính 1mm, đóng vai trò là kênh vận chuyển nước, bơm nước muối vào đĩa bay hơi. Nước muối được dẫn lên bởi sợi bông từ dung dịch đến trung tâm của đĩa bay hơi. Giấy lọc giữ lại nước tinh khiết và đẩy lượng muối còn lại vào rìa của đĩa.

Độ hấp thụ ánh sáng được đo lên đến 94% trên toàn bộ quang phổ mặt trời. Đĩa cũng thể hiện sự gia tăng nhiệt độ nhanh khi tiếp xúc với ánh sáng trong điều kiện khô và ướt, tăng tương ứng từ 25 độ C đến 50 độ C và 17,5 độ C đến 30 độ C trong vòng một phút.

Công nghệ này cũng có tiềm năng lớn trong các lĩnh vực khác như xả nước thải công nghiệp, xả nước bùn, quản lý chất thải khai thác và thu hồi tài nguyên. Cùng với sự hỗ trợ của ngành công nghiệp, các nghiên cứu trong tương lai sẽ tìm cách mở rộng công nghệ cho các ứng dụng này.

N.P.D (NASATI), theo https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190723163940.htm, 23/7/2019