Thiết bị nhỏ gọn giúp thu nước ngọt từ khí quyển
05/09/2024 107
Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Utah (Hoa Kỳ) mới đây đã cho ra mắt một thiết bị nhỏ gọn giúp thu giữ nước từ khí quyển, có tiềm năng cung cấp nước uống sạch cho hàng tỷ người trên toàn cầu đang phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nước ngọt.
Các công nghệ hiện tại để thu giữ nước từ khí quyển có nhiều nhược điểm liên quan đến kích thước thiết bị, chi phí và hiệu quả. Nghiên cứu mới từ các nhà khoa học thuộc Đại học Utah đã cải thiện những điểm này.
Sameer Rao, đại diện nhóm nghiên cứu nhận định, về bản chất, các vật liệu hút ẩm có ái lực với nước. Trong nghiên cứu này, nhóm tiến hành với một loại vật liệu hút ẩm cụ thể được gọi là khung hữu cơ kim loại. Sameer Rao ví các khung hữu cơ kim loại với các khối Lego, có thể được sắp xếp lại để xây dựng mọi loại cấu trúc. Chúng được sắp xếp để tạo ra một phân tử lý tưởng cho việc tách khí và chỉ hấp thụ hơi nước từ không khí.
Nghiên cứu sinh Nathan Ortiz, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, thiết bị mới sử dụng nhôm fumarate chế tạo thành các tấm thu nước khi không khí được hút qua. Theo Ortiz, các phân tử nước bị kẹt lại trên bề mặt vật liệu, tuy nhiên thay vì ăn sâu vào vật liệu, nước sẽ đọng lại trên các bức tường. Điều đặc biệt ở những vật liệu hấp thụ này là chúng có diện tích bề mặt bên trong rất lớn. Có rất nhiều vị trí để giữ lại các phân tử nước. Chỉ một gam vật liệu này có diện tích bề mặt bằng hai sân bóng đá. Vì vậy chỉ cần một ít vật liệu có thể thu được lượng nước rất đáng kể.
Sameer Rao và Nathan Ortiz mô tả thiết bị thu giữ nước ngọt từ khí quyển. Nguồn: Đại học Utah.
Qua thử nghiệm, thiết bị đã đạt được mục tiêu sản xuất 5 lít nước mỗi ngày cho mỗi kg vật liệu hấp phụ. Ở bước tiếp theo, nước được kết tủa thành chất lỏng bằng cách truyền nhiệt bằng bếp cắm trại tiêu chuẩn.
Ortiz chia sẻ, khi thiết bị thu thập nước sẽ giải phóng một ít nhiệt. Lúc ấy, nhóm nghiên cứu đặt một ngọn lửa ở ngay phía dưới để tăng nhiệt độ. Sau đó, khi nhiệt độ đã tăng, nhóm nghiên cứu nhanh chóng giải phóng các phân tử nước. Khi thu được luồng không khí đủ độ ẩm sẽ khiến quá trình ngưng tụ ở nhiệt độ môi trường dễ dàng hơn.
Ảnh minh họa.
Có rất nhiều công nghệ mới ra đời để thu nước trong khí quyển, việc này dễ dàng thực hiện hơn khi không khí ẩm, tuy nhiên chưa có thiết bị nào có thể được đưa vào sử dụng thực tế trong môi trường khô cằn. Nhóm nghiên cứu tin rằng thiết bị mới sẽ là thiết bị đầu tiên, chủ yếu là do nó chạy bằng nhiên liệu đậm đặc giống như xăng trắng dùng trong bếp cắm trại. Nhóm đang xem xét ứng dụng thiết bị này cho lĩnh vực quốc phòng để binh lính có được thiết bị tạo nước nhỏ gọn đem theo đến bất cứ đâu.
Minh Nhã (CESTI) – Nguồn: Techxplore