Cách tiếp cận mới đối với công nghệ khử muối có thể giúp giảm bớt tình trạng khan hiếm nước

Một cách tiếp cận mới lạ để làm cho nước biển bay hơi nhanh hơn nước ngọt đã được ca ngợi là một bước đột phá đáng kể trong công nghệ khử muối.

Hủy nước biển là một chiến lược hiệu quả để giảm bớt sự khan hiếm nước sắp xảy ra ở một số nơi trên thế giới, nhưng các quy trình hiện tại tiêu thụ một lượng năng lượng lớn, để lại một lượng khí thải carbon lớn. Xem xét thị trường khử mặn toàn cầu – con số khoảng 17.000 nhà máy hoạt động trên toàn thế giới – ngay cả sự suy giảm nhỏ về hiệu suất khử muối có thể dẫn đến mất hàng chục triệu tấn nước sạch.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam Úc (UNISA) đã chứng minh tiềm năng của sự bay hơi chạy bằng năng lượng mặt trời giao thoa như một sự thay thế bền vững, tiết kiệm năng lượng cho các phương pháp khử mặn hiện tại, nhưng chúng vẫn bị giới hạn bởi tốc độ bay hơi thấp hơn đối với nước biển so với nước tinh khiết so với nước tinh khiết so Do tác động tiêu cực của các ion muối đối với sự bốc hơi của nước.

Nhà nghiên cứu Khoa học Vật liệu UNISA, Giáo sư Haolan Xu hiện đã hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Trung Quốc trong một dự án để phát triển một chiến lược đơn giản nhưng hiệu quả để đảo ngược giới hạn này.

Bằng cách đưa các khoáng sét rẻ tiền và phổ biến vào một thiết bị bay hơi hydrogel photrogel nổi, nhóm đã đạt được tốc độ bay hơi nước biển cao hơn 18,8% so với nước tinh khiết. Đây là một bước đột phá đáng kể vì các nghiên cứu trước đây đều tìm thấy tỷ lệ bay hơi nước biển thấp hơn khoảng 8% so với nước tinh khiết.

Chìa khóa cho bước đột phá này nằm trong quá trình trao đổi ion tại giao diện nước không khí, ông Xu Xu nói. Các khoáng chất làm giàu có chọn lọc các ion magiê và canxi từ nước biển đến các bề mặt bay hơi, giúp tăng tốc độ bay hơi của nước biển. Quá trình trao đổi ion này xảy ra một cách tự nhiên trong quá trình bay hơi mặt trời, làm cho nó rất thuận tiện và hiệu quả về chi phí.

Các vật liệu khoáng được sử dụng trong quá trình này bao gồm các ống nano halloysite (HNTs), bentonite (BN), zeolite (ZL) và montmorillonite (MN) kết hợp với ống nano carbon (CNT) và natri alginate (SA) để tạo thành một hydrogel quang.

Chiến lược mới này, có thể dễ dàng tích hợp vào các hệ thống khử mặn dựa trên sự bay hơi hiện có, sẽ cung cấp thêm quyền truy cập vào một lượng lớn nước sạch, mang lại lợi ích cho hàng tỷ người trên toàn thế giới, ông Xu Xu nói.

Các nhà nghiên cứu cho biết thiết bị bay hơi hydrogel đã duy trì hiệu suất của nó ngay cả sau nhiều tháng ngâm nước biển.

Các bước tiếp theo sẽ liên quan đến việc khám phá nhiều chiến lược có thể làm cho sự bay hơi của nước biển nhanh hơn sự bay hơi nước tinh khiết và áp dụng chúng vào sự khử mặn nước biển thực tế.

Những phát hiện* đã được công bố trên tạp chí Vật liệu nâng cao.

_{*’Làm cho sự bốc hơi mặt trời giao thoa của nước biển nhanh hơn nước ngọt’ được tác giả bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam Úc, Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến, Đại học Jinan, Đại học Thiên Tân, Đại học New South Wales, Đại học Adelaide, Đại học Thượng Hải Jiao và Đại học Thượng Hải và Đại học Thượng Hải và Đại học Thượng Hải và Đại học Lâm nghiệp Nam Kinh.}

Tín dụng hình ảnh: istock.com/aristotoo