Phát minh mới vừa sản xuất điện, vừa biến nước muối thành nước lọc 

Thế giới cần cả điện và nước sạch, nhưng sản xuất một trong những tài nguyên này lại có thể làm cạn kiệt nguồn tài nguyên còn lại. Tuy nhiên, mới đây một nhóm nhà nghiên cứu đã phát triển được một thiết bị có thể vừa sản xuất điện, vừa biến nước muối thành nước lọc. 

Ở Mỹ, lượng điện tiêu thụ dùng cho các hệ thống nước công cộng chiếm khoảng 6% của cả nước, vì việc lọc và phân phối nước cho các hệ thống nước địa phương cũng cần đến năng lượng.

Mặt khác, các nhà máy nhiệt điện của quốc gia này nhận vào tới 170 tỷ gallon nước ngọt mỗi ngày từ sông, hồ, suối và tầng ngậm nước. Thế nhưng có đến 6 tỷ gallon nước đó đã được tiêu thụ, có nghĩa là nó không trở lại với môi trường. Còn việc sản xuất năng lượng thông qua các tấm pin năng lượng mặt trời cần ít nước ngọt hơn 300 lần so với nhà máy nhiệt điện, nhưng lại có thể tốn kém hơn và không tạo ra nhiều điện.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu ở Ả Rập Saudi đã phát triển được một thiết bị có thể chuyển đổi một nhà máy điện từ “người tiêu dùng nước thành nhà sản xuất nước sạch”.

Sử dụng những tấm pin mặt trời để khử muối

Hiện tại, thiết bị của các nhà nghiên cứu Ả Rập mới chỉ ở dạng mẫu, nhưng họ tin rằng đây sẽ là biện pháp để khử muối hoặc làm sạch nước ở những nơi nước ngọt khan hiếm hoặc bị ô nhiễm.

Để chế tạo ra mẫu thiết bị đầu tiên này, các nhà nghiên cứu đã lắp đặt một máy chưng cất nước ở mặt sau của pin mặt trời. Khi ở trong ánh sáng mặt trời, ô nhỏ trên tấm pin tạo ra điện và giải phóng nhiệt như một tấm pin mặt trời thông thường. Nhưng thay vì tuyền lượng nhiệt đó trở lại bầu khí quyển, thiết bị sẽ dẫn nó đến thiết bị chưng cất, sử dụng nhiệt làm nguồn năng lượng cung cấp cho quá trình khử muối.

Để kiểm tra chất lượng của nước đầu ra, các nhà nghiên cứu đưa nước muối và nước có chứa các kim loại nặng như chì, đồng, magie vào thiết bị chưng cất. Thiết bị biến nước thành hơi, sau đó đi qua một màng nhựa để lọc ra muối và chất gây ô nhiễm. Kết quả là phần nước sạch thu được đã đạt được tiêu chuẩn an toàn của Tổ chức Y tế Thế giới.

Các nhà nghiên cứu cho biết thiết bị mẫu rộng một mét có thể tạo ra khoảng 1,7 lít nước sạch mỗi giờ. Vị trí lý tưởng cho thiết bị này sẽ là nơi có khí hậu khô cằn hoặc bán khô cằn, gần nguồn nước.

Thiết bị đã có thể được đưa vào sử dụng

Hiện tại, có đến hơn 2 tỷ người trên toàn thế giới đang thiếu nước uống an toàn. Và đội ngũ chế tạo thiết bị trên không phải là nhóm duy nhất đang sản xuất nước bằng năng lượng mặt trời.

Công ty khởi nghiệp Zero Mass Water có trụ sở tại tiểu bang Arizona, nước Mỹ cũng là một đội ngũ điển hình đang làm công việc này. Họ đã tạo ra một bảng điều khiển sử dụng năng lượng mặt trời để ngưng tụ nước khỏi không khí và lọc lấy nước sạch. Công ty khởi nghiệp Ấn Độ Uravu cũng đang làm công việc tương tự trên một thiết bị mô-đun, có thể ngưng tụ 15 đến 20 lít nước từ không khí mỗi ngày bằng năng lượng mặt trời.

Tuy nhiên, cả hai hệ thống này đều không khử muối và cũng không tạo ra điện để sử dụng ngoài quy trình sản xuất nước. Còn thiết bị mới của các nhà nghiên cứu tại Ả Rập Saudi đã chuyển đổi thành công khoảng 11% năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện trong phòng thí nghiệm – tương đương với pin mặt trời bán ngoài thị trường.

Theo các nhà nghiên cứu, thiết bị này có thể giúp các công ty năng lượng giảm một số chi phí xây dựng cũng như chi phí vận hành các trang trại năng lượng mặt trời, đồng thời có thể sản xuất cả nước sạch.

Nhưng để làm được điều đó, nhóm phải phát triển được các thiết bị có thể sử dụng bên ngoài phòng thí nghiệm. Peng Wang, một trong những nhà nghiên cứu cho biết: “Tôi hy vọng chúng tôi sẽ nhanh chóng phát triển công nghệ này trên quy mô lớn theo hướng áp dụng [vào thực tế]”.

Sau đó, thiết bị sẽ có thể được cung cấp cho các công ty năng lượng lớn và các phiên bản nhỏ hơn cũng có thể được sử dụng cho các chủ sở hữu riêng lẻ.

Đại Vệ (Theo Business Insider)