MIT phát triển hệ thống chuyển nước mặn thành nước ngọt bằng năng lượng Mặt Trời với chi phí thấp

Ảnh minh họa - BT​

Nhóm các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ Massachusetts (MIT) đã hợp tác cùng với công ty kỹ thuật nông nghiệp Jain Irrigation Systems phát triển thành công hệ thống dùng năng lượng Mặt Trời để biến nước mặn thành nước ngọt. Đây là hệ thống chuyển đổi nước đơn giản, giá thành rẻ, hiệu suất cao, thân thiện với môi trường, hứa hẹn sẽ được phổ biến tại nhiều nước trên thế giới, đặt biệt là tại các nước đang phát triển với nhu cầu về nước sạch đang ngày càng trở nên cấp thiết hơn.

Tất cả các loài động thực vật trên Trái Đất bao gồm cả con người đều cần phải có nước. Tuy nhiên, để có được đủ lượng nước với chất lượng tốt nhằm phục vụ mục đích sinh tồn không phải là điều đơn giản. Từ trước đến nay, các nhà nghiên cứu đã đề xuất rất nhiều biện pháp khác nhau nhằm tìm cách tạo ra nước sạch cho con người và với trữ lượng gần như vô tận - nước biển là ứng cử viên sáng giá nhất.

Trên tinh thần đó, Cơ quan Hoa Kỳ về phát triển quốc tế (USAID) đã khởi xướng cuộc thi Desal Prize nhằm tìm kiếm giải pháp khử nước biển thành nước ngọt dành cho các nước đang phát triển. Tiêu chí của hệ thống loại bỏ muối khỏi nước biển phải hội tụ đủ 3 yếu tố: chi phí thấp, bền vững với môi trường và sử dụng năng lượng hiệu quả. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đến từ MIT và Jain Irrigation Systems đã giành chiến thắng.

Video mô tả nguyên lý tách muối ra khỏi nước biển bằng kỹ thuật điện thẩm tách​

Giải pháp của MIT là hệ thống sử dụng các tấm năng lượng Mặt Trời để tạo ra điện và lưu trữ vào pin. Sau đó, pin sẽ vận hành hệ thống điện thẩm tách (electrodialysis) để loại bỏ muối ra khỏi dung dịch nước biển. Nói một cách đơn giản nhất, kỹ thuật này sẽ dùng dòng điện 1 chiều để "rút" các ion muối mang điện tích ra khỏi dung dịch. Tiếp theo đó, nước sẽ tiếp tục đi qua ánh sáng UV để khử trùng nhằm tạo thành sản phẩm cuối cùng là nước ngọt, chẳng những có thể dùng để tưới tiêu cho cây trồng mà còn có thể uống được.

Mặc dù ý tưởng sử dụng năng lượng Mặt Trời để vận hành nhà máy khử nước biển không phài là quá mới mẻ, nhưng các hệ thống trước đây đều có giá thành khá cao (mặc dù đang có xu hướng giảm) nên khó có thể áp dụng trên quy mô lớn, đặc biệt là đối với những vùng có thu nhập thấp. Bên cạnh đó, hệ thống này còn đảm bảo có độ bền cao, không cần phải bảo trì quá thường xuyên nên hứa hẹn sẽ có thể áp dụng tại những vùng nông thôn hẻo lánh hoặc các nước đang phát triển.

Được biết trong cuộc thi, hệ thống của MIT đã chạy thử trong liên tục 24 giờ và khử được gần 8000 lít nước biển mỗi ngày. Cuối cùng, MIT đã thực hiện thành công bài test trên và mang về giải thưởng trị giá 140.000 đô la Mỹ. Trong thời gian tới, hệ thống sẽ tiếp tục được đưa vào sử dụng thí điểm bởi những người nông dân sống trong khu vực USAID đang hoạt động. Nếu mọi chuyện suôn sẻ thì theo dự kiến, hệ thống sẽ cung cấp đủ nước tưới cho một trang trại cỡ nhỏ với nguồn nguyên liệu đầu vào hoàn toàn từ nước biển và Mặt Trời.

Tham khảo Popsci, Usaid