Nevoia de a găsi metode mai eficiente pentru accesul la apă dulce a căpătat relevanță într-un context în care milioane de oameni trăiesc cu restricții de aprovizionare.
Astăzi, peste 300 de milioane de locuitori din întreaga lume depind de un fel de tehnologie care desalinizează apa de mare pentru a-și acoperi nevoile de bază.
Cu toate acestea, majoritatea acestor procese necesită o cantitate mare de energie, instalații tehnice complexe și resurse economice. Comunitatea științifică și-a concentrat o parte din eforturile sale pentru a dezvolta mecanisme care să reducă această dependență. Datorită acestui fapt, astăzi ne confruntăm cu o soluție complet diferită, a cărei aplicare nu necesită mult.
Cuprins
Care este materialul care desalinizează apa de mare fără a consuma energie?
Cercetătorii de la Universitatea Politehnică din Hong Kong au dezvoltat un nou tip de aerogel care desalinizează apa de mare fără consum de energie. Lucrarea a fost publicată în revista ACS Energy Letters, specializată în progrese energetice durabile.
Elementul cheie al acestui sistem este un material rigid, cu aspect poros, fabricat printr-o tehnică de imprimare 3D strat cu strat pe o bază înghețată. Este compus din nanotuburi de carbon și nanofibre de celuloză, materiale care permit crearea de mici canale verticale de doar 20 de microni.
Aceste canale favorizează evaporarea apei marine princoncentrarea energiei solare direct în interiorul materialului. În testele efectuate, aerogelul a fost plasat într-un recipient cu apă de mare, acoperit cu un capac de plastic transparent.
Radiația solară a încălzit structura, provocând evaporarea lichidului. Sarea a rămas pe fundul recipientului, în timp ce vapori s-au condensat pe capac și au fost colectați sub formă de picături cu ajutorul unui pâlnie.
După șase ore de expunere directă la soare, sistemul a reușit să obțină aproximativ trei linguri de apă dulce. Deși volumul este modest, experimentul a demonstrat că randamentul nu este afectat de dimensiunea materialului, ceea ce permite extinderea acestuia pentru o utilizare mai intensă fără pierderi de eficiență.
Cost redus, scalabilitate și utilitate în zonele rurale: avantajele acestei descoperiri
Sistemul a fost conceput cu o abordare simplă. Sunt necesare doar trei elemente pentru funcționarea sa:
- Aerogelul imprimat 3D.
- Un recipient din plastic.
- Lumina solară directă.
Nu sunt necesare conexiuni la rețeaua electrică, componente electronice sau întreținere specializată. Acest lucru îl face o opțiune viabilă pentru zonele de coastă, comunitățile rurale sau mediile cu infrastructură limitată. De asemenea, reprezintă o alternativă utilă în contexte de urgență sau ajutor umanitar.
Pe lângă ușurința de utilizare, fabricarea sa este economică. Nu sunt necesare materiale greu de obținut sau mașini industriale. Întregul proces se bazează pe componente de bază și tehnologii accesibile.
Cercetătorul principal, Xi Shen, a subliniat: „Aerogelul nostru permite o desalinizare la capacitate maximă la orice scară, oferind o soluție simplă și scalabilă pentru producerea de apă curată fără energie”.
Cum se desaliniză apa de mare în mod tradițional și în prezent?
Spre deosebire de acest sistem pasiv, instalațiile convenționale de desalinizare utilizează metode precum osmoza inversă. Această tehnică, deși eficientă, consumă cantități mari de energie și necesită personal tehnic calificat.
În Hong Kong, de exemplu, a fost pus în funcțiune un complex care prelucrează 340 de milioane de litri de apă de mare pe zi, din care 135 de milioane sunt transformate în apă dulce.
Instalația utilizează panouri solare pentru a reduce consumul de energie din rețeaua electrică cu 16,2%. De asemenea, au fost implementate sisteme de colectare a apei de ploaie și dispozitive de economisire care permit reducerea consumului de apă proaspătă cu 53%. În ciuda acestor eforturi, impactul asupra mediului și economiei rămâne considerabil.
În schimb, sistemul bazat pe aerogel nu generează deșeuri toxice și nu necesită infrastructură grea. Performanța sa poate fi adaptată la condițiile locale fără a-și pierde eficiența, ceea ce îl face o alternativă reală pentru așezările mici.
Perspective de implementare globală a acestei descoperiri din Hong Kong
Potențialul materialului nu se limitează la aplicații individuale. Scalabilitatea și simplitatea sa permit gândirea unor structuri mai mari pentru utilizare comunitară. Faptul că performanța sa nu depinde de o dimensiune specifică facilitează proiectarea modulară, adaptabilă la diverse nevoi și contexte.
În plus, nu este condiționat de schimbările climatice care afectează alte surse de apă. Atâta timp cât există lumină solară, procesul poate desfășura în mod continuu și fără întreruperi.
Astfel, sistemul nu numai că desalinizează apa de mare, ci o face cu independență energetică totală.
