Ученые нашли способ получать пресную воду из соленой воды, используя только солнечную энергию. В настоящее время соль удаляется из воды с использованием дорогих и энергоемких опреснительных установок, из которых 18 тысяч находятся в 150 странах. Это, по существу, процесс кипячения соленой воды, а затем конденсации пара для получения пригодной воды. Но для этого необходимо огромное количество тепла.
Однако новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, может все изменить. Его возглавил Center for Nanotechnology Enabled Water Treatment (NEWT) при Университете Райса в Техасе.
— Прямое солнечное опреснение может полностью все изменить для примерно миллиарда людей, которые не имеют доступа к чистой питьевой воде. Эта внесетевая технология способна обеспечить достаточно чистой воды для использования семьей на небольшой площади, и ее можно масштабировать, чтобы обеспечить водой большие сообщества, — сказал ученый-исследователь и специалист по очистке воды Килин Ли.
Технология представляет собой так называемую мембранную дистилляцию. Горячая соленая вода течет вдоль одной стороны пористой мембраны, а холодная пресная вода течет вдоль другой. В результате водяной пар отводится от горячей к холодной стороне. И хотя затраты на энергию меньше, непрерывное использование тепла означает, что они все равно есть.
Однако технология NEWT намного эффективнее. Он использует особые наночастицы, которые могут преобразовывать солнечный свет в тепло. Добавление их в мембрану позволяет воде нагреваться, поэтому не требуется большое количество энергии. Это называется «технология перегонки солнечной мембраны с использованием нанофотоники» или NESMD.
Во время эксперимента команда использовала камеру NESMD размером в три почтовые мари и толщиной в несколько миллиметров. Им удалось получить скорость добычи воды около 6 литров на квадратный метр в час от такой установки.
В конечном итоге, люди могут заказать панели на основе этой технологии. Необходимое количество будет зависеть от потребностей в воде.
— В зависимости от скорости производства воды, которая нужна, можно рассчитать необходимую площадь мембраны. Например, если вам необходимо получить 20 литров в час, а квадратный метр панелей производит 6 литров в час, можно заказать около 3 квадратных метров панелей, — отметил Ли.