Phát triển máy lọc nước kết hợp với sản xuất điện

Nhóm nghiên cứu do giáo sư Zhang Ting tại Viện Công nghệ nano và Sinh kỹ thuật nano Tô Châu thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn dắt. Họ cho biết, trong tương lai, thiết kế mới có thể cung cấp nguồn nước uống liên tục và năng lượng đủ để vận hành các thiết bị đeo trên người và thiết bị khác.

Thiết bị mới trông giống một chiếc ô với mái vòm hình vuông. Bề mặt phía trên của mái vòm sẽ đón ánh sáng mặt trời và lượng nhiệt hấp thụ được dẫn vào bên trong thiết bị. Trong khi đó, "tay cầm" của chiếc ô liên tục hấp thụ nước. Nước sạch được tạo ra trên bề mặt mái vòm để thu thập bằng phương pháp bay hơi hoặc cách khác.

 Nguyên mẫu của máy lọc nước trong quá trình thử nghiệm thực địa tại hồ Dushu ở Tô Châu, tỉnh Giang Tô, miền Nam - Trung Quốc.

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm một nguyên mẫu với mái vòm 30 cm tại hồ Dushu ở Tô Châu, tỉnh Giang Tô, và nhận thấy nó loại bỏ mọi tạp chất phát hiện được từ một mẫu nước chứa chất rắn và vi sinh vật sống. Sau quá trình khử muối, nồng độ ion cũng giảm xuống 1/10.000 so với mức trước đó.

Nhóm chuyên gia cũng giải quyết vấn đề muối kết tủa tích tụ theo thời gian trên bề mặt các thiết bị bay hơi nước truyền thống và khiến chúng giảm hiệu quả. "Nếu đặt ô dưới kính hiển vi, bạn có thể thấy bên trong có vô số kênh micro và nhánh nano siêu nhỏ. Chúng tôi thêm một số chất hóa học vào bề mặt kênh, giúp loại bỏ các ion trong nước bẩn một cách chọn lọc, đồng thời ngăn muối kết tinh trong kênh", Li Lianhui, nhà khoa học vật liệu tại Viện Công nghệ nano và Sinh kỹ thuật nano Tô Châu, cho biết.

Trong thử nghiệm, thiết bị bay hơi hoạt động liên tục trong nước biển suốt hơn 96 giờ với hiệu suất hơn 90%. Nhóm nghiên cứu cho biết, tốc độ bay hơi dài hạn duy trì ở mức trên 3,6 kg/m2 mỗi giờ, tương đối cao so với các thiết bị tương tự.

Khi thiết bị làm bay hơi và tinh lọc nước, quá trình bay hơi liên tục sẽ củng cố các ion tích điện dương trên mái vòm thông qua các kênh chức năng bên trong, tạo ra điện áp nhờ hiệu ứng hydrovoltaic. Vì không cần ánh sáng mặt trời như quang điện, năng lượng hydrovoltaic có thể được sử dụng vào ban đêm, đồng thời không tiêu thụ những hóa chất mà các loại pin nhiên liệu khác cần.

Li cho biết, với hiệu suất bay hơi cao, khả năng chống muối kết tủa và tạo ra điện trong quá trình hoạt động, thiết bị mới có tiềm năng được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng quy mô lớn trong tương lai. Lọc nước kết hợp với phát điện thủy điện là một ý tưởng mới, ngay cả đối với các nhà nghiên cứu hàn lâm.

Hà My