Ảnh minh họa: Eurasia Review
Theo ước tính của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp quốc (FAO), đến năm 2025, gần 2 tỷ người có thể không có đủ nước uống để đáp ứng nhu cầu hằng ngày. Một trong những giải pháp khả thi của vấn đề này là khử muối, cụ thể là xử lý nước biển và biến nó thành một loại nước có thể uống được. Tuy nhiên, loại bỏ muối có trong nước biển đòi hỏi một nguồn năng lượng lớn gấp từ 10 – 1.000 lần so với các phương pháp cung cấp nước ngọt truyền thống, đơn cử là bơm nước từ sông hoặc giếng.
Nguyên lý hoạt động
Nhận thấy tầm quan trọng của vấn đề tạo nên nguồn nước có thể sử dụng được, một nhóm kỹ sư của Khoa Năng lượng, trường đại học Politecnico di Torino đã ra mắt phương pháp khử muối trong nước biển một cách bền vững với chi phí thấp, sử dụng hiệu quả năng lượng mặt trời. So với các giải pháp trước đây, công nghệ phát triển có thể tăng gấp đôi lượng nước sản xuất được. Kết quả của thí nghiệm khử muối vừa được đăng tải trên tạp chí uy tín Nature Sustainability.
Nguyên lý hoạt động của thí nghiệm khử muối rất đơn giản: Lấy cảm hứng từ thực vật, vận chuyển nước bằng vật liệu xốp giá rẻ, tránh sử dụng máy bơm và các thiết bị đắt tiền. Nước biển thu được sau đó sẽ được đun nóng lên bằng năng lượng mặt trời, giúp việc tách muối ra khỏi nước bốc hơi. Quá trình có thể diễn ra với sự hỗ trợ của các màng tách, cho phép tách nước ô nhiễm và nước có thể uống được, cơ chế tương tự như cách sinh tồn của một số loài thực vật tồn tại trọng môi trường nước biển (như rừng ngập mặn).
Hiệu quả tích cực
Trong khi các công nghệ khử mặn “chủ động” thường cần các thiết bị cơ hoặc điện đắt tiền, đồng thời cũng yêu cầu đội ngũ kỹ thuật viên chuyên ngành luôn trong trạng thái sẵn sàng để lắp đặt, sửa chữa, phương pháp khử muối biển bằng năng lượng mặt trời được để xuất bởi nhóm nghiên cứu thuộc đại học Politecnico di Torino lại dựa trên quá trình tự phát, không sử dụng máy móc phụ trợ. Do đó, công nghệ này có thể gọi là công nghệ “thụ động”.
Cho đến nay, một nhược điểm duy nhất của biện pháp này là hiệu quả năng lượng thấp hơn so với công nghệ khử mặn “chủ động”. Để giải quyết vấn đề phát sinh, các nhà nghiên cứu cho hay: “Thay vì tập trung vào cách thức tối đa hóa sự hấp thụ năng lương mặt trời như trước đây, giờ chúng tôi đã chuyển sự chú ý sang công tác quản lý hiệu quả hơn nhiệt lượng mặt trời. Với định hướng này, nếu thành công, chúng tôi có thể đạt kỷ lục sản xuất 20 lit nước/ngày/m2 có tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.
Sau khi phát triển nghiên cứu nguyên mẫu trong vòng 2 năm, các nhà nghiên cứu khẳng định công nghệ có thể được thực hiện ở các vùng biển bị cô lập, ít nước uống nhưng có năng lượng mặt trời dồi dào, nhất là tại các nước đang phát triển. Hơn nữa, công nghệ này đặc biệt phù hợp để cung cấp nước uống an toàn với chi phí thấp trong các trường hợp khẩn cấp như khi có lũ lụt, sóng thần, khiến một khu vực bị cô lập hoàn toàn do thiếu điện, ống dẫn nước hư hỏng...
Đan Lê (Lược dịch từ Eurasia Review)